JP2000261099A - Group iii nitride laser diode and its manufacture - Google Patents

Group iii nitride laser diode and its manufacture

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JP2000261099A
JP2000261099A JP11062649A JP6264999A JP2000261099A JP 2000261099 A JP2000261099 A JP 2000261099A JP 11062649 A JP11062649 A JP 11062649A JP 6264999 A JP6264999 A JP 6264999A JP 2000261099 A JP2000261099 A JP 2000261099A
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Japan
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layer
type
gan
laser diode
type gan
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JP11062649A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Kunihara
健二 国原
Kunio Matsubara
邦雄 松原
Yasushi Niimura
康 新村
Yoichi Shindo
洋一 進藤
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a group III nitride laser diode, in which no cracking occurs even in a p-side Al0.2Ga0.8N clad layer and a method for manufacturing the laser diode. SOLUTION: In a group III nitride laser diode having a sapphire substrate 1 and at least a buffer layer 2, an n-type GaN layer 3, a crack-preventing layer C1, an n-type AlxGa1-xN clad layer 4, an InyGa1-yN active layer 5, a p-type GaN light guide layer 6, a p-type AlxGa1-xN clad layer 7, and a p-type GaN contact layer 8, all of which are formed on the substrate 1, a p-type low temperature GaN buffer layer L1 is interposed between the p-type light guide layer 6 and the p-type clad layer 7.

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、GaN 、 AlGaNある
いはInGaN などからなるIII 族窒化物レーザーダイオー
ドに関する。
The present invention relates to a group III nitride laser diode made of GaN, AlGaN, InGaN or the like.

【0002】[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 〜6.2 eVの範囲で制御可能であり、シリコン
(Si)やマグネシウム(Mg) を添加することによるn型
やp型の価電子制御が可能なAlX Gay In1-x-y N 系のII
I 族窒化物半導体を用いて、レーザーダイオード(以下
LDと記す)や発光ダイオードの試作が行われている。
III 族窒化物半導体の結晶成長には、格子や熱膨張係数
の整合性の良さから、主としてサファイア基板やスピネ
ル(MgAl2O4 )基板等が広く用いられている。
2. Description of the Related Art It is possible to control n-type and p-type valence electrons by adding silicon (Si) or magnesium (Mg) by direct transition and controlling the optical energy gap in a range of 1.9 to 6.2 eV. Possible Al X Ga y In 1-xy N system II
Prototypes of laser diodes (hereinafter referred to as LDs) and light-emitting diodes have been made using group I nitride semiconductors.
A sapphire substrate, a spinel (MgAl 2 O 4 ) substrate, or the like is widely used for crystal growth of a group III nitride semiconductor because of good matching of lattice and thermal expansion coefficient.

【0003】活性層をIny Ga1-y N としたIII 族窒化物
LDの典型的な層構成を次に示す。サファイア基板1上
に、30nm厚のGaN からなる低温バッファ層、3 μm 厚の
n型GaN 層、0.4 μm 厚のn型からなるAl0.2Ga0.8nク
ラッド層、0.07μm 厚のIn0. 2 Ga0.8 N からなる活性
層、0.1 μm 厚のp型GaN からなる光ガイド層、0.4 μ
m 厚のp型Al0.2Ga0.8N からなるクラッド層および0.1
μm 厚のp型GaN からなるコンタクト層が順次形成され
ている。
A typical layer structure of a group III nitride LD in which the active layer is In y Ga 1-y N is shown below. On a sapphire substrate 1, a low temperature buffer layer made of 30nm thick GaN, 3 [mu] m thick n-type GaN layer, Al 0.2 of n-type 0.4 [mu] m thick Ga 0.8 n cladding layer, a 0.07μm thick an In 0. 2 Ga 0.8 N active layer, 0.1 μm thick p-type GaN optical guide layer, 0.4 μm
m thick p-type Al 0.2 Ga 0.8 N cladding layer and 0.1
A contact layer made of p-type GaN having a thickness of μm is sequentially formed.

【0004】この層構成に対して、微細加工を何回か繰
り返し行い、光共振器およびn側電極接続部を形成し、
p電極およびn電極をそれぞれに形成した後、LDチッ
プとする。
The layer structure is subjected to fine processing several times to form an optical resonator and an n-side electrode connection,
After forming the p-electrode and the n-electrode respectively, an LD chip is obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のLD用層構成に
おいて、エピタキシャル成長時の重要課題はレーザーダ
イオードを構成するGaN 、AlGaN 、InGaN などの多層膜
間の熱膨張係数差を原因とする熱応力あるいは、格子不
整などにより発生するエピタキシャル膜のクラックをい
かに防止するかということにある。表1に上記のLD層
構成に用いた薄膜の熱膨張係数、格子定数を示す。
In the above-described LD layer structure, an important problem during epitaxial growth is thermal stress or thermal stress caused by a difference in thermal expansion coefficient between multilayer films such as GaN, AlGaN, and InGaN constituting a laser diode. And how to prevent cracks in the epitaxial film caused by lattice irregularities. Table 1 shows the thermal expansion coefficient and lattice constant of the thin film used in the above-described LD layer configuration.

【0006】[0006]

【表1】 表1から従来のLD用層構成の各エピタキシャル層相互
間に、熱膨張係数差を原因とするエピタキシャル温度か
ら室温に下げた場合の熱応力あるいは、格子不整に伴う
おおきな応力が発生していると推定できる。
[Table 1] From Table 1, it can be seen that between each epitaxial layer of the conventional LD layer structure, thermal stress at the time of lowering the epitaxial temperature due to a difference in thermal expansion coefficient to room temperature or large stress due to lattice irregularity is generated. Can be estimated.

【0007】中でもGaN 層とAl0.2Ga0.8N 層の間の熱応
力は、Al0.2Ga0.8N 層側に大きな引っ張り応力を生ずる
ため、Al0.2Ga0.8N 層にクラックが入るという深刻な問
題を引き起こし、LDの歩留まり、信頼性などに大きく
影響する。
[0007] Among them, thermal stress between the GaN layer and the Al 0.2 Ga 0.8 N layer causes a large tensile stress on the Al 0.2 Ga 0.8 N layer side, which causes a serious problem that cracks occur in the Al 0.2 Ga 0.8 N layer. This greatly affects the LD yield, reliability, and the like.

【0008】このようなクラックへの対策として、In
0.2 Ga0.8 N 層をGaN 層とAl0.2Ga0.8N からなるクラッ
ド層の間の熱応力緩和の目的で導入した例が知られてい
る。図4は従来のn型クラック防止層を有するIII 族窒
化物レーザーダイオード用層構成の断面図である。サフ
ァイア基板1上に、30nm厚のGaN からなる低温バッファ
層2、3 μm 厚のn型GaN 層3、0.1 μm 厚のn型In
0.2 Ga0.8 N からなるクラック防止層L1、0.4 μm 厚
のn型Al0.2Ga0.8nからなるクラッド層4、0.07μm 厚
のIn0.2 Ga0.8 N からなる活性層5、0.1 μm 厚のp型
GaN からなる光ガイド層6、0.4 μm 厚のp型Al0.2Ga
0.8N からなるクラッド層7および0.1 μm 厚のp型GaN
からなるコンタクト層8が順次形成されている。In
0.2 Ga0.8 N からなる層の熱膨張係数がAl0.2Ga0.8N 層
より大きいことを利用して、Al0.2Ga0.8N層に圧縮の熱
応力がかかるようにしたものであり効果は認められる。
As a measure against such cracks, In
There is known an example in which a 0.2 Ga 0.8 N layer is introduced for the purpose of relaxing thermal stress between a GaN layer and a cladding layer made of Al 0.2 Ga 0.8 N. FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional layer structure for a group III nitride laser diode having an n-type crack preventing layer. On a sapphire substrate 1, a low-temperature buffer layer 2 made of GaN having a thickness of 30 nm, an n-type GaN layer 3 having a thickness of 3 μm, and an n-type In layer having a thickness of 0.1 μm
Crack preventing layer L1 made of 0.2 Ga 0.8 N, n-type cladding layer 4 of 0.4 μm thick Al 0.2 Ga 0.8 n, active layer 5 of 0.07 μm thick In 0.2 Ga 0.8 N, p-type 0.1 μm thick
Optical guide layer 6 composed of GaN, 0.4 μm thick p-type Al 0.2 Ga
0.8 N cladding layer 7 and 0.1 μm thick p-type GaN
Are formed sequentially. In
0.2 thermal expansion coefficient of Ga consisting 0.8 N layer using the greater than Al 0.2 Ga 0.8 N layer, which was set to take Al 0.2 Ga 0.8 thermal stress of N layer to the compression effect is observed.

【0009】しかし、実際にこの層構成のLDを100 個
組立、電流を流してI−V特性を測定したところ23個が
電圧12 V以上で素子が破壊された。このようにして破壊
された素子をSEMで観察したところ、いずれの素子に
もp型Al0.2Ga0.8N からなるクラッド層以降にクラック
の存在が確認された。一方、正常に測定できた素子では
まったくクラックは認められなかった。このように、In
0.2 Ga0.8 N からなるクラック防止層はn側のAl0.2Ga
0.8N からなるnクラッド層のクラック防止対策でしか
なかった。
However, as a result of actually assembling 100 LDs having this layer structure and measuring IV characteristics by applying a current, 23 LDs were destroyed at a voltage of 12 V or more. Thus the element that is destroyed was observed by SEM, the existence of cracks was confirmed in the cladding layer after consisting also p-type Al 0.2 Ga 0.8 N to any of the elements. On the other hand, no crack was observed in the device which could be measured normally. Thus, In
The anti-crack layer made of 0.2 Ga 0.8 N is n-side Al 0.2 Ga
This was only a measure for preventing cracking of the n-cladding layer of 0.8 N.

【0010】本発明は上述の問題を解決するためになさ
れたものであり、本発明の目的は、p側のAl0.2Ga0.8N
からなるpクラッド層以降の層にもクラックのない、ま
た簡便なクラック防止層を有するIII 族窒化物レーザー
ダイオードおよびその製造方法を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide a p-side Al 0.2 Ga 0.8 N
It is an object of the present invention to provide a group III nitride laser diode having no cracks in a layer after the p-cladding layer made of and having a simple crack prevention layer, and a method of manufacturing the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、サファイア基板と、少なくともその上に形成された
バッファ層、n型のGaN 層、クラック防止層、AlX Ga
1-x N からなるnクラッド層、Iny Ga1-y N からなる活
性層、GaN からなるp型光ガイド層、AlX Ga1-xN から
なるpクラッド層およびGaN からなるpコンタクト層を
有するIII 族窒化物レーザーダイオードにおいて、前記
p型光ガイド層と前記pクラッド層間にp型のGaN から
なる低温バッファー層を有することとする。
In order to achieve the above object, a sapphire substrate and at least a buffer layer, an n-type GaN layer, a crack prevention layer, an Al X Ga
1-x N n-cladding layer consisting of an active layer made of In y Ga 1-y N, p -type optical guide layer made of GaN, p-cladding layer and a p-contact layer made of GaN consisting Al X Ga 1-x N And a low-temperature buffer layer made of p-type GaN between the p-type light guide layer and the p-cladding layer.

【0012】前記pクラッド層および前記pコンタクト
層の間に、さらにp型GaN からなる低温バッファー層を
有すると良い。前記クラック防止層はn型のGaN からな
る低温バッファー層であると良い。前記p型またはn型
のGaN からなる低温バッファー層の厚みは5nm 以上100n
m以下であると良い。
It is preferable that a low-temperature buffer layer made of p-type GaN is further provided between the p-cladding layer and the p-contact layer. The crack preventing layer is preferably a low-temperature buffer layer made of n-type GaN. The thickness of the low-temperature buffer layer made of the p-type or n-type GaN is 5 nm or more and 100 n
m or less.

【0013】記載の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p型またはn型のGaN からなる
低温バッファー層の成長温度は400 ℃以上700 ℃以下で
あると良い。
In the method for manufacturing a group III nitride laser diode described above, the growth temperature of the low-temperature buffer layer made of p-type or n-type GaN is preferably 400 ° C. or more and 700 ° C. or less.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下実施例に基づいて、本発明を
詳細に、また作用および効果を説明する。 実施例1 図1は本発明に係るp型GaN からなる低温バッファ層を
有するIII 族窒化物レーザーダイオード用層構成の断面
図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below in detail with reference to examples. Example 1 FIG. 1 is a sectional view of a layer structure for a group III nitride laser diode having a low-temperature buffer layer made of p-type GaN according to the present invention.

【0015】サファイア基板1上に有機金属気層成長
(MOCVD)により、GaN からなるバッファ層2を50
0 ℃で成長させた後、1050℃まで昇温し、3 μm 厚のn
型GaN層3を成長する。次に700 ℃まで降温し、0.1 μm
厚のn型In0.2 Ga0.8 N からなるクラック防止層C1
を成長する。再び1050℃まで昇温し、0.4 μm 厚のn型
Al0.2Ga0.8N からなるクラッド層4を成長する。次に70
0 ℃まで降温し、0.07μm 厚In0.2 Ga0.8 N からなる活
性層5を成長する。ついで再び1050℃まで昇温し、0.
1μm 厚p型GaN からなる光ガイド層6を成長後、再び
500 ℃まで降温し30nm厚のp型GaN からなる低温バッフ
ァ層L1を成長する。次に1050℃まで昇温し0.4 μm 厚
p型Al0.2Ga0.8N からなるクラッド層7、0.1 μm 厚p
型GaN コンタクト層8を順に成長させる。
A buffer layer 2 made of GaN is formed on a sapphire substrate 1 by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD).
After growing at 0 ° C., the temperature was raised to 1050 ° C., and a 3 μm thick n
The GaN layer 3 is grown. Next, cool down to 700 ℃, 0.1 μm
Crack prevention layer C1 made of thick n-type In 0.2 Ga 0.8 N
Grow. The temperature is raised again to 1050 ° C, and 0.4 μm thick n-type
A cladding layer 4 made of Al 0.2 Ga 0.8 N is grown. Then 70
The temperature is lowered to 0 ° C., and an active layer 5 made of In 0.2 Ga 0.8 N having a thickness of 0.07 μm is grown. Then the temperature was raised again to 1050 ° C.
After growing the optical guide layer 6 made of 1 μm thick p-type GaN,
The temperature is lowered to 500 ° C., and a low-temperature buffer layer L1 made of p-type GaN having a thickness of 30 nm is grown. Then, the temperature was raised to 1050 ° C., and a cladding layer 7 made of 0.4 μm thick p-type Al 0.2 Ga 0.8 N, 0.1 μm thick p
Type GaN contact layers 8 are grown in order.

【0016】このようにして各III 族窒化物層を積層し
たウェハーを光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡(SEM)
で表面観察したが、低温バッファ層L1を持たない従来
層構成ではクラックは1000本/cm2 の密度であったが、
本発明に係る層構成ではクラックは全く認められなかっ
た。
The wafer on which the group III nitride layers are laminated in this manner is placed on an optical microscope or a scanning electron microscope (SEM).
In the conventional layer configuration without the low-temperature buffer layer L1, cracks had a density of 1000 / cm 2 .
No cracks were observed in the layer structure according to the present invention.

【0017】このウェハから100 個LDをチップ化した
後、組立てデバイス化し、従来と同様にV−I測定を行
った。その結果本発明を用いて測定した素子は12 V以上
の電圧で破壊した素子は1個と歩留まりが大きく向上し
た。
After 100 LDs were formed into chips from this wafer, they were assembled into devices, and VI measurement was performed in the same manner as in the prior art. As a result, the yield of the device measured using the present invention was greatly improved, with only one device broken at a voltage of 12 V or more.

【0018】また、p型GaN からなる低温バッファ層L
1の導入はV−I特性に全く影響を及ぼさず、さらにL
D特性にもなんら影響の無いことも確認された。これは
本発明を用いることにより、結晶のクラックが完全に防
止された結果である。
A low-temperature buffer layer L made of p-type GaN
1 has no effect on the VI characteristics, and furthermore, L
It was also confirmed that there was no effect on the D characteristics. This is a result of the use of the present invention in which cracking of the crystal was completely prevented.

【0019】さらに、p型GaN からなる低温バッファ層
L1の厚みの影響について検討した。厚みを1 〜200nm
の範囲で変えクラック、V−I特性およびLD特性を調
べたところ、厚さが5 nm以下ではクラックに対する効果
が認められず、一方厚さが100nm 以上ではLD特性が低
下することが判明した。
Further, the influence of the thickness of the low-temperature buffer layer L1 made of p-type GaN was examined. 1 to 200 nm thickness
When the thickness was 5 nm or less, no effect on cracks was observed. On the other hand, when the thickness was 100 nm or more, the LD characteristics deteriorated.

【0020】また、p型GaN 低温バッファ層L1の成長
温度についても検討した。300 ℃〜900 ℃までの成長温
度で検討した結果、400 ℃以下ではp型GaN は成長せ
ず、700 ℃以上ではGaN からなる結晶化が進みすぎ、ク
ラックの防止層として充分に機能しないことが判明し
た。さらに、p型Al0.2Ga0.8N クラッド層7の厚みを増
加してもクラックが生じないことも判明し、LD特性の
改良ための構造設計変更などにも対応可能となった。
The growth temperature of the p-type GaN low-temperature buffer layer L1 was also studied. Investigations at growth temperatures from 300 ° C to 900 ° C indicate that p-type GaN does not grow below 400 ° C, and that crystallization of GaN proceeds too much above 700 ° C and does not function sufficiently as a crack prevention layer. found. Further, it was also found that cracks did not occur even if the thickness of the p-type Al 0.2 Ga 0.8 N clad layer 7 was increased, and it became possible to cope with a structural design change for improving LD characteristics.

【0021】p型GaN 低温バッファ層L1は成長時の基
板温度500 ℃では非晶質であるがp型Al0.2Ga0.8N クラ
ッド層7の成長温度である1050℃への昇温過程で結晶化
が進んでいく。p型GaN バッファ層L1は転位など結晶
欠陥を多少多く含んでおりクッションのような働きをし
ており、p型GaN 光ガイド層6からp型Al0.2Ga0.8Nク
ラッド層7が受ける応力が直接p型GaN 光ガイド層6上
に成長するより緩和されクラックが発生しないものと推
定される。また、p型GaN バッファ層61より上の層に
は通常より転位などの欠陥が多くなる傾向はあるが、活
性層より上部のため発光特性になんら影響しないことが
判った。 実施例2 実施例1におけるn型In0.2 Ga0.8 N からなるクラック
防止層に換えて、n型GaN からなる低温バッファ層を挿
入した。図2は本発明に係るn型GaN からなる低温バッ
ファ層を有するIII 族窒化物レーザーダイオード用層構
成の断面図である。図4におけるクラック防止層C1
が、n型GaN からなる低温バッファ層C2に変わっただ
けなので、他の符号の説明は省略する。
The p-type GaN low-temperature buffer layer L1 is amorphous at a substrate temperature of 500 ° C. during growth, but crystallizes in the course of raising the temperature to 1050 ° C., which is the growth temperature of the p-type Al 0.2 Ga 0.8 N clad layer 7. Goes on. The p-type GaN buffer layer L1 contains some crystal defects such as dislocations and acts as a cushion, and the stress that the p-type GaN optical guide layer 6 receives from the p-type Al 0.2 Ga 0.8 N clad layer 7 directly. It is presumed that the growth is relaxed as compared with the growth on the p-type GaN optical guide layer 6 and no crack is generated. In addition, it is found that the layer above the p-type GaN buffer layer 61 tends to have more defects such as dislocations than usual, but has no effect on the light emission characteristics because it is above the active layer. Example 2 A low-temperature buffer layer made of n-type GaN was inserted in place of the crack prevention layer made of n-type In 0.2 Ga 0.8 N in Example 1. FIG. 2 is a sectional view of a layer structure for a group III nitride laser diode having a low-temperature buffer layer made of n-type GaN according to the present invention. Crack prevention layer C1 in FIG.
However, since only the low-temperature buffer layer C2 made of n-type GaN is used, the description of the other symbols is omitted.

【0022】厚さ30nmのn型GaN からなる低温バッファ
層C2はアモルファスで柔軟な構造であるため、次に成
長されるnクラッド層3の熱応力を緩和し、nクラッド
層3にクラックは生じない。低温バッファ層はIII 族元
素は1種でありIn0.2 Ga0.8N に比べ薄膜形成は簡便で
ある。
Since the low-temperature buffer layer C2 made of n-type GaN having a thickness of 30 nm has an amorphous and flexible structure, the thermal stress of the n-cladding layer 3 to be grown next is relaxed, and cracks occur in the n-cladding layer 3. Absent. The low-temperature buffer layer is composed of a single group III element, and is easier to form a thin film than In 0.2 Ga 0.8 N.

【0023】その結果、若干の発光効率の低下は認めら
れるが、特性にはほとんど影響せずクラックの無い良好
なLDエピタキシャル積層が得られた。 実施例3 図3は本発明に係るp型GaN からなる低温バッファ層を
さらに有するIII 族窒化物レーザーダイオード用層構成
の断面図である。
As a result, although a slight decrease in the luminous efficiency was observed, the characteristics were hardly affected, and a good LD epitaxial layer without cracks was obtained. Embodiment 3 FIG. 3 is a sectional view of a layer structure for a group III nitride laser diode further having a low-temperature buffer layer made of p-type GaN according to the present invention.

【0024】実施例1の層構成にさらに低温バッファ層
を加えた。すなわち、p型Al0.2Ga0 .8N からなるクラッ
ド層7と0.1 μm 厚のp型GaN からなるコンタクト層8
の間に厚さ30nmのp型GaN からなる低温バッファ層L2
を挿入した。このバッファ層の成長温度、膜厚の効果な
ど実施例1と同様であった。
A low-temperature buffer layer was further added to the layer structure of Example 1. That is, the contact layer 8 cladding layer 7 made of p-type Al 0.2 Ga 0 .8 N and consists of 0.1 [mu] m thick p-type GaN
Low temperature buffer layer L2 made of p-type GaN with a thickness of 30 nm
Was inserted. The effects of the growth temperature and film thickness of the buffer layer were the same as in Example 1.

【0025】LD組み立て時のワイアボンディングの衝
撃からLDチップの活性層を保護するためには、p型Ga
N からなるコンタクト層8の厚みを増すことは好まし
い。その場合p型Al0.2Ga0.8N からなるpクラッド層7
が厚さの増加したp型GaN からなるpコンタクト層8か
ら受ける応力についても考慮することが必要となる。そ
のような場合にはp型GaN からなる低温バッファ層L4
の挿入は有効である。低温バッファ層L2の無い場合
(実施例1)にはpコンタクト層8の厚さが0.1 μm を
越えると若干のクラックが発生するが、本実施例ではク
ラックの発生を完全に防止できた。そして、ワイアボン
ディング衝撃による、不良発生は減少した。
In order to protect the active layer of the LD chip from the impact of wire bonding during LD assembly, a p-type Ga
It is preferable to increase the thickness of the contact layer 8 made of N 2. In this case, a p-type cladding layer 7 made of p-type Al 0.2 Ga 0.8 N
It is also necessary to consider the stress received from the p-contact layer 8 made of p-type GaN having an increased thickness. In such a case, the low-temperature buffer layer L4 made of p-type GaN
Is valid. In the case where the low-temperature buffer layer L2 is not provided (Example 1), when the thickness of the p-contact layer 8 exceeds 0.1 μm, some cracks occur. However, in the present embodiment, cracks were completely prevented. The occurrence of defects due to wire bonding impact was reduced.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明によれば、サファイア基板と、そ
の上に形成されたバッファ層、n型のGaN 層、クラック
防止層、AlX Ga1-x N からなるnクラッド層、Iny Ga
1-y N からなる活性層、GaN からなるp型光ガイド層、
AlX Ga1-x N からなるpクラッド層およびGaN からなる
pコンタクト層を有するIII 族窒化物レーザーダイオー
ドにおいて、前記p型光ガイド層と前記pクラッド層間
にp型のGaN からなる低温バッファー層を介在させたた
め、pクラッド層以降のp層の積層の熱応力は小さくな
り、クラックは発生しなくなり、クラックの無いLDエ
ピタキシャル膜が形成でき、LDの歩留まりが向上する
とともに、レーザー特性の安定化が図れるようになる。
According to the present invention, a sapphire substrate, a buffer layer formed thereon, an n-type GaN layer, a crack prevention layer, an n-cladding layer made of Al X Ga 1-x N, In y Ga
1-y N active layer, GaN p-type light guide layer,
In a group III nitride laser diode having a p-cladding layer made of Al X Ga 1-x N and a p-contact layer made of GaN, a low-temperature buffer layer made of p-type GaN is provided between the p-type light guide layer and the p-cladding layer. Intervening, the thermal stress in the p-layer stack after the p-cladding layer is reduced, cracks do not occur, crack-free LD epitaxial films can be formed, LD yield improves, and laser characteristics are stabilized. Can be achieved.

【0027】また、pクラッド層とpコンタクト層の間
に、さらにp型GaN からなるの低温バッファー層を介在
させたため、pコンタクト層の厚さを増加でき、ワイヤ
ボンディング時の衝撃を緩和でき、組み立て歩留りを向
上できる。
Further, since a low-temperature buffer layer made of p-type GaN is further interposed between the p-cladding layer and the p-contact layer, the thickness of the p-contact layer can be increased, and the impact during wire bonding can be reduced. The assembly yield can be improved.

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

【図1】本発明に係るp型GaN からなる低温バッファ層
を有するIII 族窒化物レーザーダイオード用層構成の断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a layer structure for a group III nitride laser diode having a low-temperature buffer layer made of p-type GaN according to the present invention.

【図2】本発明に係るn型GaN からなる低温バッファ層
を有するIII 族窒化物レーザーダイオード用層構成の断
面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a layer structure for a group III nitride laser diode having a low-temperature buffer layer made of n-type GaN according to the present invention.

【図3】本発明に係るp型GaN からなる低温バッファ層
をさらに有するIII 族窒化物レーザーダイオード用層構
成の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a layer structure for a group III nitride laser diode further including a low-temperature buffer layer made of p-type GaN according to the present invention.

【図4】従来のクラック防止層を有するIII 族窒化物レ
ーザーダイオード用層構成の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional layer structure for a group III nitride laser diode having a crack prevention layer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 サファイア基板 2 GaN バッファー層 3 n型GaN 層 C1 n型In0.2 Ga0.8 N クラック防止層 C2 n型GaN 低温バッファ層 4 nクラッド層 5 活性層 6 光ガイド層 L1 p型GaN 低温バッファー層 7 pクラッド層 8 pコンタクト層Reference Signs List 1 sapphire substrate 2 GaN buffer layer 3 n-type GaN layer C1 n-type In 0.2 Ga 0.8 N crack prevention layer C2 n-type GaN low-temperature buffer layer 4 n-cladding layer 5 active layer 6 optical guide layer L1 p-type GaN low-temperature buffer layer 7 p Cladding layer 8p contact layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新村 康 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 進藤 洋一 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 Fターム(参考) 5F073 AA51 AA55 CA07 CB05 CB07 CB10 EA28  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yasushi Shinmura 1-1 1-1 Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside Fuji Electric Co., Ltd. (72) Inventor Yoichi Shindo 1st Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture No. 1 Fuji Electric Co., Ltd. F term (reference) 5F073 AA51 AA55 CA07 CB05 CB07 CB10 EA28

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】サファイア基板と、少なくともその上に形
成されたバッファ層、n型のGaN 層、クラック防止層、
AlX Ga1-x N からなるnクラッド層、Iny Ga 1-y N から
なる活性層、GaN からなるp型光ガイド層、AlX Ga1-x
N からなるpクラッド層およびGaN からなるpコンタク
ト層を有するIII 族窒化物レーザーダイオードにおい
て、前記p型光ガイド層と前記pクラッド層間にp型の
GaN からなる低温バッファー層を有することを特徴とす
るIII 族窒化物レーザーダイオード。
A sapphire substrate and at least a shape thereon.
Buffer layer, n-type GaN layer, crack prevention layer,
AlXGa1-xN cladding layer made of N, InyGa 1-yFrom N
Active layer, p-type light guide layer made of GaN, AlXGa1-x
N p-cladding layer and GaN p-contact
III-nitride laser diode with
Between the p-type light guide layer and the p-cladding layer.
It has a low-temperature buffer layer made of GaN.
III-nitride laser diode.
【請求項2】前記pクラッド層および前記pコンタクト
層の間に、さらにp型GaN からなる低温バッファー層を
有す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。
2. The group III nitride laser diode according to claim 1, further comprising a low-temperature buffer layer made of p-type GaN between said p-cladding layer and said p-contact layer.
【請求項3】前記クラック防止層はn型のGaN からなる
低温バッファー層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。
3. The group III nitride laser diode according to claim 1, wherein said crack preventing layer is a low-temperature buffer layer made of n-type GaN.
【請求項4】前記p型またはn型のGaN からなる低温バ
ッファー層の厚みは5nm 以上100nm 以下であることを特
徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のIII 族窒
化物レーザーダイオード。
4. The group III nitride laser diode according to claim 1, wherein the low-temperature buffer layer made of p-type or n-type GaN has a thickness of 5 nm or more and 100 nm or less.
【請求項5】前記p型またはn型のGaN からなる低温バ
ッファー層の成長温度は400 ℃以上700 ℃以下であるこ
とを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のII
I 族窒化物レーザーダイオードの製造方法。
5. The II according to claim 1, wherein a growth temperature of the low-temperature buffer layer made of p-type or n-type GaN is 400 ° C. or more and 700 ° C. or less.
Manufacturing method of group I nitride laser diode.
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