JP2000294875A - Nitride laser device structure - Google Patents
Nitride laser device structureInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高出力でもFFPが良好な単一横モードとな
り、歩留も良い新規な素子構造を得る。
【構成】活性層上に形成された第1のp型窒化物半導体
層の上にストライプ状の開口部を有する絶縁膜を形成す
ることで、次に形成する第2の窒化物半導体層は前記開
口部より選択成長していく。すなわちこの窒化物半導体
レーザ素子は、エッチングによってリッジを形成する必
要がなくなり、窒化物半導体を積層していくだけで所望
の屈折率差が得られるようになる。
(57) [Abstract] [Object] To obtain a novel element structure in which a single transverse mode having a good FFP even at a high output and a good yield is obtained. An insulating film having a stripe-shaped opening is formed on a first p-type nitride semiconductor layer formed on an active layer, so that a second nitride semiconductor layer to be formed next is formed as described above. It grows selectively from the opening. That is, in the nitride semiconductor laser device, it is not necessary to form a ridge by etching, and a desired refractive index difference can be obtained only by stacking nitride semiconductors.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は窒化物半導体(InbA
lcGa1-b-cN、0≦b、0≦c、b+c<1)よりな
るレーザ素子に関する。The present invention relates to a nitride semiconductor (an In b A
The present invention relates to a laser device comprising l c Ga 1-bc N, 0 ≦ b, 0 ≦ c, b + c <1).
【0002】[0002]
【従来の技術】本発明者は、実用可能な窒化物半導体レ
ーザ素子として、例えばJpn.J.Appl.Phys.Vol.37(199
8)pp.L309-L312、Part2,No.3B,15 March 1998の文献に
素子構造を提案している。上記文献の技術は、サファイ
ア基板上部に、部分的に形成されたSiO2膜を介して
選択成長された転位の少ないGaNよりなる窒化物半導
体基板の上に、レーザ素子構造となる窒化物半導体層を
複数積層してなる素子とすることで、室温での連続発振
1万時間以上を可能とするものである。素子構造として
は、選択成長された窒化物半導体基板上に、n−Alk
Ga1-kN(0≦k<1)よりなるn型コンタクト層、
In0.1Ga0.9Nよりなるクラック防止層、n−Al
0.14Ga 0.86N/GaNの多層膜よりなるn型クラッド
層、n−GaNよりなるn型光ガイド層、In0.02Ga
0.98N/In0.15Ga0.85Nよりなる多重量子井戸構造
の活性層、p−Al0.2Ga0.8Nよりなるp型電子閉じ
込め層、p−GaNよりなるp型光ガイド層、p−Al
0.14Ga0.86N/GaNの多層膜よりなるp型クラッド
層、p−GaNよりなるp型コンタクト層により構成さ
れている。2. Description of the Related Art The present inventor has proposed a practical nitride semiconductor laser.
For example, Jpn.J.Appl.Phys.Vol.37 (199
8) pp.L309-L312, Part 2, No.3B, 15 March 1998
A device structure is proposed. The technology of the above document is
A SiO formed partially on top of the substrateTwoThrough the membrane
Nitride semiconductor composed of selectively grown GaN with few dislocations
A nitride semiconductor layer that forms the laser element structure on the substrate
Continuous oscillation at room temperature by using multiple stacked elements
It allows more than 10,000 hours. As element structure
Represents n-Al on a nitride semiconductor substrate that has been selectively grown.k
Ga1-kAn n-type contact layer made of N (0 ≦ k <1),
In0.1Ga0.9Anti-crack layer made of N, n-Al
0.14Ga 0.86N-type cladding composed of N / GaN multilayer film
Layer, n-type light guide layer made of n-GaN, In0.02Ga
0.98N / In0.15Ga0.85N multiple quantum well structure
Active layer, p-Al0.2Ga0.8P-type electron closure consisting of N
Embedded layer, p-type light guide layer made of p-GaN, p-Al
0.14Ga0.86P-type cladding made of N / GaN multilayer film
Layer, composed of a p-type contact layer of p-GaN
Have been.
【0003】さらにこのレーザ素子は、FFP(ファー
フィールドパターン)が良好な単一の横モードとなるよ
うにp型コンタクト層からp型クラッド層の一部までを
部分的にエッチングした、リッジ構造をとっている。Further, this laser device has a ridge structure in which a portion from a p-type contact layer to a part of a p-type cladding layer is partially etched so that an FFP (far field pattern) becomes a favorable single transverse mode. I am taking.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような屈折率導波型構造で高出力タイプの窒化物半導体
レーザ素子を実現するためにはエッチングする位置とし
ては、リッジ直下の活性層部とその他の活性層部との実
効屈折率差を100分の1のオーダーで制御する必要が
あり、それにはp型クラッド層がほんの一部だけ残るま
で、すなわちp型光ガイド層の直前までの0.01μm
以下の精度でエッチングしてリッジを形成しなければな
らない。それには上記の構造でも可能ではあるが、歩留
の点で問題があった。However, in order to realize a high-output type nitride semiconductor laser device having the above-mentioned refractive index waveguide structure, the position to be etched is the active layer portion immediately below the ridge. It is necessary to control the effective refractive index difference from the other active layers in the order of 1/100. This is done until only a part of the p-type clad layer remains, that is, until just before the p-type light guide layer. .01 μm
The ridge must be formed by etching with the following accuracy. Although this is possible with the above structure, there is a problem in terms of yield.
【0005】そこで本発明ではリッジ形成のためのエッ
チングを必要としない新規な素子構造を提供すること
で、高出力タイプ(例えば30mW)でも歩留が良く、
FFPも良好な単一横モードとなるような窒化物半導体
レーザ素子を得ることが可能になる。Accordingly, the present invention provides a novel element structure which does not require etching for forming a ridge, so that a high output type (for example, 30 mW) has a good yield,
It is possible to obtain a nitride semiconductor laser device in which the FFP also has a favorable single transverse mode.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、下記
(1)〜(10)の構成により本発明の目的を達成する
ことができる。 (1) 活性層上に形成された第1のp型窒化物半導体
層の上にストライプ状の開口部を有する第1の絶縁膜が
形成され、さらに前記開口部より第2のp型窒化物半導
体層が形成されて、その第2のp型窒化物半導体により
リッジが形成されていることを特徴とする窒化物半導体
レーザ素子。 (2) 前記第1のp型窒化物半導体層と第2のp型窒
化物半導体層が同じ組成を有することを特徴とする前記
(1)に記載の窒化物半導体レーザ素子。That is, the present invention can achieve the object of the present invention by the following constitutions (1) to (10). (1) A first insulating film having a stripe-shaped opening is formed on a first p-type nitride semiconductor layer formed on an active layer, and a second p-type nitride is formed from the opening. A nitride semiconductor laser device comprising: a semiconductor layer; and a ridge formed by the second p-type nitride semiconductor. (2) The nitride semiconductor laser device according to (1), wherein the first p-type nitride semiconductor layer and the second p-type nitride semiconductor layer have the same composition.
【0007】(3) 前記ストライプ状の開口部は3μ
m以下であることを特徴とする前記(1)ないし(2)
のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子。 (4) 前記第1のp型窒化物半導体層はAlXGa1-X
N(0≦X<1)層を有する光ガイド層であり、第2の
p型窒化物半導体層はAlYGa1-YN(0≦Y<1かつ
X<Y)を有するクラッド層であることを特徴とする前
記(1)または(3)のいずれかに記載の窒化物半導体
レーザ素子。(3) The stripe-shaped opening has a size of 3 μm.
m or less, wherein (1) or (2)
The nitride semiconductor laser device according to any one of the above. (4) The first p-type nitride semiconductor layer is formed of Al x Ga 1 -x
An optical guide layer having an N (0 ≦ X <1) layer, and a second p-type nitride semiconductor layer is a cladding layer having Al Y Ga 1-Y N (0 ≦ Y <1 and X <Y). The nitride semiconductor laser device according to any one of (1) and (3), wherein
【0008】(5) 前記第1および第2のp型窒化物
半導体層はいずれもAlXGa1-XN(0≦X<1)層を
有する光ガイド層であることを特徴とする前記(2)ま
たは(3)のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素
子。 (6) 前記第1の絶縁膜はストライプ幅が2μm以上
200μm以下、膜厚が0.5μm以下であることを特
徴とする前記(1)ないし(5)のいずれかに記載の窒
化物半導体レーザ素子。(5) Each of the first and second p-type nitride semiconductor layers is an optical guide layer having an Al x Ga 1 -xN (0 ≦ X <1) layer. The nitride semiconductor laser device according to any one of (2) and (3). (6) The nitride semiconductor laser according to any one of (1) to (5), wherein the first insulating film has a stripe width of 2 μm or more and 200 μm or less and a film thickness of 0.5 μm or less. element.
【0009】(7) 前記リッジの最上層表面には電極
が形成され、リッジの側面および前記第1の絶縁膜表面
には第2の絶縁膜が形成されていることを特徴とする前
記(1)ないし(6)のいずれかに記載の窒化物半導体
レーザ素子。 (8) 前記窒化物半導体レーザ素子は少なくともエピ
タキシャル成長されたGaNを含んだ基板上に窒化物半
導体が積層されてなるものであることを特徴とする前記
(1)ないし(7)のいずれかに記載の窒化物半導体レ
ーザ素子。(7) An electrode is formed on an uppermost layer surface of the ridge, and a second insulating film is formed on a side surface of the ridge and a surface of the first insulating film. The nitride semiconductor laser device according to any one of (1) to (6). (8) The nitride semiconductor laser device according to any one of (1) to (7), wherein the nitride semiconductor is formed by stacking a nitride semiconductor on a substrate containing at least epitaxially grown GaN. Nitride semiconductor laser device.
【0010】つまり本発明は、活性層上に形成された第
1のp型窒化物半導体層の上にストライプ状の開口部を
有する第1の絶縁膜を形成することで、次に形成する第
2のp型窒化物半導体層は前記開口部より選択成長して
いく。すなわちこの窒化物半導体レーザ素子は、エッチ
ングによってリッジを形成する必要がなくなり、窒化物
半導体層を積層していくだけで、所望の屈折率差が得ら
れるようになる。さらにエッチングによってリッジを形
成するよりも歩留が良く、FFPも良好な単一横モード
となる素子が得られるものである。That is, according to the present invention, a first insulating film having a stripe-shaped opening is formed on a first p-type nitride semiconductor layer formed on an active layer. The second p-type nitride semiconductor layer is selectively grown from the opening. That is, in the nitride semiconductor laser device, it is not necessary to form a ridge by etching, and a desired refractive index difference can be obtained only by stacking nitride semiconductor layers. Further, an element having a better single-transverse mode with a higher yield than forming a ridge by etching and having a good FFP can be obtained.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】本発明の窒化物半導体レーザ素子
は、第1のp型窒化物半導体層の上に形成する第1の絶
縁膜を開口部を有するストライプ状とすることで、第1
の絶縁膜形成後の第2のp型窒化物半導体層をMOVP
E(有機金属気相成長法)で成長させるとき、窒化物半
導体は、絶縁膜と絶縁膜との間の開口部から上方(積層
方向)に選択成長される。選択成長されることにより窒
化物半導体はエッチングをすることなく既にリッジ状に
なっており、新たにリッジを形成することなくFFP
(ファーフィールドパターン)が良好な単一の横モード
を得ることができる。また、この絶縁膜と絶縁膜との間
の開口部の幅は3μm以下とする。3μmより大きい
と、発振は単一の横モードでなく、多モードとなってし
まう。さらに開口部の幅は1μm以上2μm以下とする
ことが望ましい。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a nitride semiconductor laser device according to the present invention, a first insulating film formed on a first p-type nitride semiconductor layer is formed in a stripe shape having an opening so that the first insulating film has a first shape.
The second p-type nitride semiconductor layer after the formation of the insulating film
When growing by E (metal organic chemical vapor deposition), the nitride semiconductor is selectively grown upward (in the stacking direction) from the opening between the insulating films. By selective growth, the nitride semiconductor is already in a ridge shape without etching, and the FFP is formed without forming a new ridge.
(Far field pattern) can obtain a good single transverse mode. The width of the opening between the insulating films is 3 μm or less. If it is larger than 3 μm, the oscillation will be not a single transverse mode but a multimode. Further, it is desirable that the width of the opening be 1 μm or more and 2 μm or less.
【0012】本発明において、前記第1の絶縁膜の膜厚
は、好ましくは10オングストローム以上、0.5μm
以下とし、好ましくは10オングストローム以上、0.
1μm以下とする。このように第1の絶縁膜は薄ければ
薄いほど好ましい。この第1の絶縁膜を厚く形成する
と、第2のp型窒化物半導体をMOVPEで成長させる
とき、絶縁膜と絶縁膜との間の開口部に、原料ガスやキ
ャリアガスなどが効率的に当たらなくなってしまい、結
晶性が悪くなってしまう。In the present invention, the thickness of the first insulating film is preferably not less than 10 Å and not more than 0.5 μm.
Or less, preferably 10 angstrom or more,
1 μm or less. Thus, the thinner the first insulating film, the better. When the first insulating film is formed thick, when a second p-type nitride semiconductor is grown by MOVPE, a raw material gas, a carrier gas, or the like efficiently hits an opening between the insulating films. It disappears and crystallinity deteriorates.
【0013】本発明において第1の絶縁膜のストライプ
幅は、2μm以上200μm以下にすることが望まし
い。ストライプ幅を2μm以上とするのは、リッジ状に
形成された窒化物窒化物半導体をp電極で覆い被せると
き、p電極の端部が絶縁膜上にあるようにするためであ
る。ストライプ幅が小さいと、p電極が第1の絶縁膜す
べてを覆ってしまい、さらにp電極の端部が第1の絶縁
膜下の第1のp型窒化物半導体まで達するおそれがあ
り、通電してしまうとレーザとして発振しなくなってし
まう。さらに好ましくはストライプ幅を10μm以上と
する。またストライプ幅が200μmより大きいと、第
2の窒化物半導体を形成するとき、第1の絶縁膜の開口
部から窒化物半導体が選択成長されるだけでなく、第1
の絶縁膜上からも窒化物半導体が成長してしまう。この
絶縁膜上から成長する窒化物半導体は非常に転位が多
く、さらに選択成長された窒化物半導体と結合してしま
い、この絶縁膜上の窒化物半導体をエッチングしないと
リッジ状にならなくなってしまうので好ましくない。In the present invention, it is desirable that the stripe width of the first insulating film is not less than 2 μm and not more than 200 μm. The reason why the stripe width is set to 2 μm or more is to make the end portion of the p-electrode be on the insulating film when the ridge-shaped nitride nitride semiconductor is covered with the p-electrode. If the stripe width is small, the p-electrode covers the entire first insulating film, and the end of the p-electrode may reach the first p-type nitride semiconductor under the first insulating film. If it does, it will not oscillate as a laser. More preferably, the stripe width is 10 μm or more. When the stripe width is larger than 200 μm, when the second nitride semiconductor is formed, not only the nitride semiconductor is selectively grown from the opening of the first insulating film, but also the first nitride semiconductor is formed.
The nitride semiconductor grows also on the insulating film. The nitride semiconductor grown on the insulating film has very many dislocations and is combined with the selectively grown nitride semiconductor. If the nitride semiconductor on the insulating film is not etched, the nitride semiconductor does not have a ridge shape. It is not preferable.
【0014】また、前記第1の絶縁膜はMOVPE反応
雰囲気に耐えることのできるものとする。この条件を満
たす物質としては、例えばSiON(SiN、SiO2
の化合物)、SiN、SiO2などが挙げられ、いずれ
の物質を用いても良いが、好ましくはSiONを用い
る。SiONは、化学的に非常に安定な物質であり、こ
の膜を極端に薄くしても分解などは起こらない。The first insulating film is capable of withstanding a MOVPE reaction atmosphere. As a material satisfying this condition, for example, SiON (SiN, SiO 2
Compound), SiN, SiO 2, etc., and any substance may be used, but SiON is preferably used. SiON is a very chemically stable substance, and decomposition does not occur even if this film is extremely thin.
【0015】また、リッジの側面および第1の絶縁膜表
面に形成される第2の絶縁膜は、屈折率がGaNより小
さい材料であればよく、例えばZrO2やSiO2がある
が、好ましい材料としてはZrO2が挙げられる。この
材料によって、リッジ直下の活性層部とその他の活性層
部との実効屈折率差が決まる。The second insulating film formed on the side surface of the ridge and the surface of the first insulating film may be made of a material having a refractive index smaller than that of GaN, such as ZrO 2 or SiO 2. Examples include ZrO 2 . This material determines the effective refractive index difference between the active layer portion immediately below the ridge and the other active layer portions.
【0016】また、p型光ガイド層は少なくともAlX
Ga1-XN(0≦X<1)層を有し、またp型クラッド
層は少なくともAlYGa1-YN(0≦Y<1かつX<
Y)を有していればよく、例えばどちらも後述の実施例
のような構造が挙げられる。これらの層の一部またはす
べては、これらを形成する前にストライプ状の第1の絶
縁膜を形成するためにウエハーを一度MOVPE反応容
器から外に出してしまうので、転位などが発生し、結晶
性は若干悪くなってしまう。しかし、活性層までは結晶
性が良く、転位もほとんどないので、本発明の構造は、
高出力でもFFPが良好な単一横モードとなる本発明の
目的を十分達成しうるものである。The p-type light guide layer has at least Al x
It has a Ga 1-X N (0 ≦ X <1) layer, and the p-type cladding layer has at least Al Y Ga 1-Y N (0 ≦ Y <1 and X <
Y), for example, both of which have a structure as in the embodiment described later. Some or all of these layers cause the wafer to be once out of the MOVPE reactor in order to form a striped first insulating film before they are formed. Sex is slightly worse. However, up to the active layer, the crystallinity is good and there are almost no dislocations.
This can sufficiently achieve the object of the present invention in which a single transverse mode in which the FFP is good even at a high output.
【0017】さらに、以下に本発明の一実施の形態であ
る窒化物半導体素子の構造を示す窒化物半導体素子の模
式的断面図である図1を用いて説明する。図1はサファ
イア基板1上に、窒化物半導体基板2、n型コンタクト
層3、n型クラッド層4、n型光ガイド層5、活性層
6、p側キャップ層7、p型光ガイド層8、p型クラッ
ド層9、p型コンタクト層10が順に積層された構造を
有する。さらに、n型コンタクト層3上にnオーミック
電極20とnパッド電極21を、p型コンタクト層10
上にpオーミック電極22とpパッド電極23がそれぞ
れ形成されている。Further, the structure of the nitride semiconductor device according to one embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 1 which is a schematic sectional view of the nitride semiconductor device. FIG. 1 shows a sapphire substrate 1, a nitride semiconductor substrate 2, an n-type contact layer 3, an n-type cladding layer 4, an n-type light guide layer 5, an active layer 6, a p-side cap layer 7, and a p-type light guide layer 8. , A p-type cladding layer 9 and a p-type contact layer 10 are sequentially laminated. Further, an n-ohmic electrode 20 and an n-pad electrode 21 are formed on the n-type
A p-ohmic electrode 22 and a p-pad electrode 23 are formed thereon.
【0018】本発明において、基板としては例えば、C
面、R面及びA面のいずれかを主面とするサファイア、
スピネル(MgA12O4)のような絶縁性基板、窒化物
半導体と格子整合する酸化物基板等、従来知られている
基板材料を用い、またこれらをオフアングルしたものを
用いることができる。さらにこれらの基板材料は後述の
選択成長で用いられる異種基板としても用いることがで
きる。In the present invention, the substrate is, for example, C
Sapphire having any one of a surface, an R surface and an A surface as a main surface,
Conventionally known substrate materials such as an insulating substrate such as spinel (MgA1 2 O 4 ) and an oxide substrate lattice-matched with a nitride semiconductor may be used, or an off-angle substrate may be used. Further, these substrate materials can also be used as heterogeneous substrates used in selective growth described later.
【0019】また、本発明において、基板としては上記
基板材料と、この上に窒化物半導体の横方向の成長を利
用して選択成長させた転位の少ない窒化物半導体とを有
する材料を基板とすることができる。In the present invention, the substrate is made of a material having the above-mentioned substrate material and a nitride semiconductor having few dislocations selectively grown thereon by utilizing lateral growth of the nitride semiconductor. be able to.
【0020】窒化物半導体の選択成長の方法としては、
特に限定されず、窒化物半導体の結晶転位を低減できる
方法であればよい。例えば、前記J.J.A.P.に記
載の方法、本出願人が提出した特願平10−77245
号、特願平10−275826号、特願平10−363
520号の各明細書に記載の方法等を挙げることがで
き、これらの方法によってELOG(Epitaxial Latera
l Overgrowth GaN)と呼ばれる基板が得られる。As a method of selective growth of a nitride semiconductor,
There is no particular limitation, as long as the method can reduce crystal dislocation of the nitride semiconductor. For example, in J. J. A. P. And Japanese Patent Application No. 10-77245 filed by the present applicant.
No., Japanese Patent Application No. 10-275826, Japanese Patent Application No. 10-363.
No. 520, and the like, and the like. ELOG (Epitaxial Latera
l Overgrowth GaN) is obtained.
【0021】本発明では、このELOG基板を用いるこ
とが望ましい。ELOG基板を用いることで、少なくと
も第1のp型GaNまでは非常に結晶転位の少ない窒化
物半導体が得られ、高出力でも特性のよい窒化物半導体
レーザが得られる。In the present invention, it is desirable to use this ELOG substrate. By using an ELOG substrate, a nitride semiconductor having very few crystal dislocations can be obtained at least up to the first p-type GaN, and a nitride semiconductor laser having high output and excellent characteristics can be obtained.
【0022】また、本発明において、その他の活性層、
クラッド層等のデバイス構造としては、特に限定され
ず、種々の層構造を用いることができる。デバイス構造
の具体的な実施の形態としては、例えば後述の実施例に
記載されているデバイス構造が挙げられる。また、電極
等も特に限定されず種々のものを用いることができる。
本発明において、窒化物半導体の成長はMOVPE、M
OCVD(有機金属化学気相成長法)、HVPE(ハラ
イド気相成長法)、MBE(分子線気相成長法)等、窒
化物半導体を成長させるのに知られているすべての方法
を適用できる。Further, in the present invention, other active layers,
The device structure such as the cladding layer is not particularly limited, and various layer structures can be used. As a specific embodiment of the device structure, for example, there is a device structure described in an example described later. Also, the electrodes and the like are not particularly limited, and various types can be used.
In the present invention, the nitride semiconductor is grown by MOVPE, M
All known methods for growing a nitride semiconductor, such as OCVD (metal organic chemical vapor deposition), HVPE (halide vapor deposition), and MBE (molecular beam vapor deposition), can be applied.
【0023】[0023]
【実施例】[実施例1] (窒化物半導体基板2)図1に示すようにA面がオリフ
ラ面として形成されているC面を主面とするサファイア
基板1を用意し、まずサファイア基板1をMOCVD反
応容器内にセットし、下地層として500℃にてアンド
ープのGaNよりなる層を200オングストロームと、
続けて1050℃にてアンドープのGaNよりなる層を
2.5μmの、総膜厚が約2.5μmとなる窒化物半導
体層を形成する。Example 1 (Nitride Semiconductor Substrate 2) As shown in FIG. 1, a sapphire substrate 1 having a main surface C as an orientation flat surface was prepared. Is set in a MOCVD reaction vessel, and a layer made of undoped GaN at 500 ° C. as an underlayer is 200 Å,
Subsequently, a layer of undoped GaN is formed at 1050 ° C. to form a nitride semiconductor layer having a thickness of 2.5 μm and a total thickness of about 2.5 μm.
【0024】次に窒化物半導体層を成長させた後、窒化
物半導体層表面にストライプ状のフォトマスクを形成
し、CVD装置によりストライプ幅10μm、窓部5μ
mのSiO2よりなる保護膜を0.5μmの膜厚で形成
する。このとき、ストライプ方向はオリフラ面に対して
垂直に形成する。Next, after growing a nitride semiconductor layer, a stripe-shaped photomask is formed on the surface of the nitride semiconductor layer, and a stripe width of 10 μm and a window portion of 5 μm are formed by a CVD apparatus.
A protective film made of m 2 SiO 2 is formed with a thickness of 0.5 μm. At this time, the stripe direction is formed perpendicular to the orientation flat surface.
【0025】続いて、RIE装置によりSiO2膜の形
成されていない部分のGaNをサファイア基板が露出さ
れるまでエッチングして凹凸を形成することで、GaN
をストライプ状にし、最後に凸部上部のSiO2を除去
する。Subsequently, the GaN in the portion where the SiO 2 film is not formed is etched by the RIE apparatus until the sapphire substrate is exposed, thereby forming irregularities.
Is striped, and finally SiO 2 on the upper part of the protrusion is removed.
【0026】ストライプ状のGaNを形成後、ウエハー
を反応容器に移し、1050℃にて、原料ガスにTMG
(トリメチルガリウム)、アンモニアを用い、アンドー
プのGaNよりなる第2の窒化物半導体層を15μmの
膜厚で成長させる。以上のようにして窒化物半導体基板
(ELOG基板)2を得る。After the formation of the striped GaN, the wafer is transferred to a reaction vessel and, at 1050 ° C., TMG is added to the source gas.
Using (trimethylgallium) and ammonia, a second nitride semiconductor layer made of undoped GaN is grown to a thickness of 15 μm. Thus, a nitride semiconductor substrate (ELOG substrate) 2 is obtained.
【0027】(n型コンタクト層3)次に得られた窒化
物半導体基板2上にTMG、アンモニア、不純物ガスと
してシランガスを用い、1050℃でSiを1×1018
/cm3ドープしたGaNよりなるn型コンタクト層3
を4.5μmの膜厚で成長させる。(N-type contact layer 3) Next, on the obtained nitride semiconductor substrate 2, TMG, ammonia, and silane gas as an impurity gas were used, and 1 × 10 18 Si at 1050 ° C.
/ Cm 3 doped GaN n-type contact layer 3
Is grown to a thickness of 4.5 μm.
【0028】(n型クラッド層4)次に、温度を105
0℃にして、原料ガスにTMA(トリメチルアルミニウ
ム)、TMG及びアンモニアを用い、アンドープのAl
GaNよりなるA層を25オングストロームの膜厚で成
長させ、続いて、TMAを止め、不純物ガスとしてシラ
ンガスを用い、Siを5×1018/cm3ドープしたG
aNよりなるB層を25オングストロームの膜厚で成長
させる。そして、この操作をそれぞれ160回繰り返し
てA層とB層の積層し、総膜厚8000オングストロー
ムの多層膜(超格子構造)よりなるn型クラッド層4を
成長させる。(N-type cladding layer 4)
0 ° C, undoped Al using TMA (trimethylaluminum), TMG and ammonia as source gas
An A layer of GaN is grown to a thickness of 25 Å, and then TMA is stopped, G is doped with Si at 5 × 10 18 / cm 3 using silane gas as an impurity gas.
A B layer of aN is grown to a thickness of 25 Å. This operation is repeated 160 times to laminate the A layer and the B layer to grow the n-type cladding layer 4 composed of a multilayer film (superlattice structure) having a total film thickness of 8000 Å.
【0029】(n型光ガイド層5)次に、同様の温度
で、原料ガスにTMG及びアンモニアを用い、アンドー
プのGaNよりなるn型光ガイド層5を750オングス
トロームの膜厚で成長させる。(N-type light guide layer 5) Next, at the same temperature, an N-type light guide layer 5 made of undoped GaN is grown to a thickness of 750 angstroms using TMG and ammonia as source gases.
【0030】(活性層6)次に、温度を800℃にし
て、原料ガスにTMI(トリメチルインジウム)、TM
G及びアンモニアを用い、不純物ガスとしてシランガス
を用い、Siを5×1018/cm3ドープしたInGa
Nよりなる障壁層を100オングストロームの膜厚で成
長させる。続いて、シランガスを止め、アンドープのI
nGaNよりなる井戸層を50オングストロームの膜厚
で成長させる。この操作を3回繰り返し、最後に障壁層
を積層した総膜厚550オングストロームの多重量子井
戸構造(MQW)の活性層6を成長させる。(Active Layer 6) Next, the temperature was raised to 800 ° C., and TMI (trimethylindium), TM
G and ammonia, silane gas as an impurity gas, and InGa doped with 5 × 10 18 / cm 3 of Si.
A N barrier layer is grown to a thickness of 100 Å. Subsequently, the silane gas is stopped and the undoped I
A well layer of nGaN is grown to a thickness of 50 Å. This operation is repeated three times, and finally, the active layer 6 having a multiple quantum well structure (MQW) having a total film thickness of 550 Å, on which the barrier layers are stacked, is grown.
【0031】(p側キャップ層7)次に、同様の温度
で、原料ガスにTMA、TMG及びアンモニアを用い、
不純物ガスとしてCp2Mg(シクロペンタジエニルマ
グネシウム)を用い、Mgを1×1019/cm3ドープ
したAlGaNよりなるp側キャップ層7を100オン
グストロームの膜厚で成長させる。(P-side cap layer 7) Next, at the same temperature, using TMA, TMG and ammonia
Using Cp 2 Mg (cyclopentadienyl magnesium) as an impurity gas, a p-side cap layer 7 made of AlGaN doped with 1 × 10 19 / cm 3 of Mg is grown to a thickness of 100 Å.
【0032】(p型光ガイド層8)次に、温度を105
0℃にして、原料ガスにTMG及びアンモニアを用い、
アンドープのGaNよりなるp型光ガイド層9を750
オングストロームの膜厚で成長させる。このp型光ガイ
ド層8は、アンドープとして成長させるが、p側キャッ
プ層7からのMgの拡散により、Mg濃度が5×1016
/cm3となりp型を示す。またこの層は意図的にMg
をドープしても良い。以上までの層を積層した後、ウエ
ハーをMOVPE反応容器から取り出す。(P-type light guide layer 8)
0 ° C, using TMG and ammonia as raw material gas,
The p-type light guide layer 9 made of undoped GaN is 750
It is grown to a thickness of Å. The p-type light guide layer 8 is grown as undoped, but the Mg concentration is 5 × 10 16 due to the diffusion of Mg from the p-side cap layer 7.
/ Cm 3 , indicating p-type. This layer is intentionally made of Mg
May be doped. After stacking the above layers, the wafer is taken out of the MOVPE reaction vessel.
【0033】(第1の絶縁膜30)次にCVD装置に移
し、SiONよりなる第1の絶縁膜30をサファイアの
オリフラ面に対して垂直にストライプ状に形成する。こ
の絶縁膜30は、マスク技術を用いてストライプ幅10
μm、開口部1.5μm、膜厚500オングストローム
とする。(First Insulating Film 30) Next, the wafer is transferred to a CVD apparatus, and a first insulating film 30 made of SiON is formed in a stripe shape perpendicular to the orientation flat surface of sapphire. This insulating film 30 has a stripe width of 10 using a mask technique.
μm, the opening is 1.5 μm, and the film thickness is 500 Å.
【0034】(p型クラッド層9)次に、CVD装置か
ら取り出し、再びMOVPE反応容器内にセットし、温
度を1050℃にして原料ガスにTMA、TMG及びア
ンモニアを用い、アンドープのAlGaNよりなるA層
を25オングストロームの膜厚で成長させ、続いて、T
MAを止め、不純物ガスとしてCp2Mgを用い、Mg
を5×1018/cm3ドープしたGaNよりなるB層を
25オングストロームの膜厚で成長させる。そして、こ
の操作をそれぞれ100回繰り返してA層とB層を積層
し、総膜厚5000オングストロームの多層膜(超格子
構造)よりなるp型クラッド層9を成長させる。(P-type cladding layer 9) Next, the substrate is taken out of the CVD apparatus, set again in the MOVPE reaction vessel, the temperature is raised to 1050 ° C., and TMA, TMG and ammonia are used as raw material gases, and A is made of undoped AlGaN. A layer is grown to a thickness of 25 Å, followed by T
Stopping MA, using Cp 2 Mg as an impurity gas,
Is grown at a thickness of 25 angstroms from a B layer made of GaN doped with 5 × 10 18 / cm 3 . This operation is repeated 100 times to laminate the A layer and the B layer, thereby growing the p-type cladding layer 9 composed of a multilayer film (superlattice structure) having a total thickness of 5000 Å.
【0035】(p型コンタクト層10)次に、同様の温
度で、原料ガスにTMG及びアンモニアを用い、不純物
ガスとしてCp2Mgを用い、Mgを1×1020/cm3
ドープしたGaNよりなるp型コンタクト層10を15
0オングストロームの膜厚で成長させる。(P-type contact layer 10) Next, at the same temperature, TMG and ammonia are used as source gases, Cp 2 Mg is used as an impurity gas, and Mg is 1 × 10 20 / cm 3.
The p-type contact layer 10 made of doped GaN is
It is grown to a thickness of 0 Å.
【0036】反応終了後、反応容器内において、ウエハ
ーを窒素雰囲気中、700℃でアニーリングを行い、p
型層を更に低抵抗化する。アニーリング後、ウエハーを
反応容器から取り出し、RIE(反応性イオンエッチン
グ)を用い、n電極を形成すべきn型コンタクト層3の
表面を露出させる。After the reaction is completed, the wafer is annealed in a nitrogen atmosphere at 700 ° C.
The resistance of the mold layer is further reduced. After annealing, the wafer is taken out of the reaction vessel, and the surface of the n-type contact layer 3 on which the n-electrode is to be formed is exposed using RIE (reactive ion etching).
【0037】さらにそれぞれのコンタクト層上にpオー
ミック電極22とpパッド電極23、nオーミック電極
20とnパッド電極21を、その他のp側層のリッジ側
面および第1の絶縁膜30表面には第2の絶縁膜31と
してZrO2を形成する。第2の絶縁膜としてZr酸化
物を形成すると、p−n面の絶縁がとれるだけでなく、
横モードの安定を図ることもでき好ましい。Further, a p-ohmic electrode 22 and a p-pad electrode 23, an n-ohmic electrode 20 and an n-pad electrode 21 are provided on each contact layer, and a ZrO 2 is formed as the second insulating film 31. When a Zr oxide is formed as the second insulating film, not only can the pn surface be insulated, but also the
This is preferable because the transverse mode can be stabilized.
【0038】以上のようにして、n電極とp電極とを形
成したウエハーのサファイア基板を研磨して70μmと
した後、ストライプ状の電極に垂直な方向で、基板側か
らバー状に劈開し、劈開面(11−00面、六角柱状の
結晶の側面に相当する面=M面)に共振器を作製する。
共振器面にSiO2とTiO2よりなる誘電体多層膜を形
成し、最後にp電極に平行な方向で、バーを切断して図
1に示すようなレーザ素子とする。得られたレーザ素子
をヒートシンクに設置し、それぞれの電極をワイヤーボ
ンディングして、室温でレーザ発振を試みた。As described above, the sapphire substrate of the wafer on which the n-electrode and the p-electrode are formed is polished to 70 μm, and then cleaved in a bar shape from the substrate side in a direction perpendicular to the stripe-shaped electrodes. A resonator is formed on a cleavage plane (11-00 plane, a plane corresponding to the side surface of a hexagonal columnar crystal = M plane).
A dielectric multilayer film made of SiO 2 and TiO 2 is formed on the cavity surface, and finally, the bar is cut in a direction parallel to the p-electrode to obtain a laser device as shown in FIG. The obtained laser element was set on a heat sink, and the respective electrodes were wire-bonded, and laser oscillation was attempted at room temperature.
【0039】その結果、室温においてしきい値2.0k
A/cm2、30mWの出力において発振波長405n
mの連続発振が確認され、1000時間以上の寿命を示
し、さらに歩留を挙げることができた。As a result, the threshold voltage of 2.0 k
A / cm 2 , 405n oscillation wavelength at 30mW output
m continuous oscillation was confirmed, a life of 1000 hours or more was exhibited, and the yield was further improved.
【0040】[実施例2]実施例1において、活性層6
およびp側キャップ層7までは同様に形成する。 (p型光ガイド層8および第1の絶縁膜30)次に、温
度を1050℃にして、原料ガスにTMG及びアンモニ
アを用い、p型光ガイド層8の一部として、アンドープ
のGaNを50オングストロームの膜厚で成長させる。[Embodiment 2] In the embodiment 1, the active layer 6
And, the layers up to the p-side cap layer 7 are formed in the same manner. (P-type light guide layer 8 and first insulating film 30) Next, the temperature is set to 1050 ° C., TMG and ammonia are used as source gases, and 50 parts of undoped GaN are used as a part of the p-type light guide layer 8. It is grown to a thickness of Å.
【0041】以上p型光ガイド層の一部までを積層した
後、ウエハーをMOVPE反応容器から取り出す。続い
てウエハーをCVD装置に移し、SiONよりなる第1
の絶縁膜30をサファイアのオリフラ面に対して垂直に
ストライプ状に形成する。この絶縁膜30は、マスク技
術を用いてストライプ幅10μm、開口部1.5μm、
膜厚500オングストロームとする。After laminating a part of the p-type light guide layer, the wafer is taken out of the MOVPE reaction vessel. Subsequently, the wafer is transferred to a CVD apparatus, and the first wafer made of SiON is formed.
The insulating film 30 is formed in a stripe shape perpendicular to the orientation flat surface of sapphire. This insulating film 30 has a stripe width of 10 μm, an opening of 1.5 μm,
The thickness is set to 500 angstroms.
【0042】さらに、CVD装置から取り出し、再びM
OVPE反応容器にセットし、アンドープのGaNを7
00オングストロームの膜厚で成長させる。これによ
り、アンドープのGaNはストライプ状に形成した絶縁
膜の開口部から選択成長するので、p型光ガイド層は総
膜厚750オングストロームの、部分的に絶縁膜を挟ん
だ層となる。Further, after being taken out of the CVD apparatus, M
Set in an OVPE reactor and add undoped GaN to 7
It is grown to a thickness of 00 Å. As a result, undoped GaN is selectively grown from the openings of the insulating film formed in a stripe shape, so that the p-type light guide layer is a layer having a total film thickness of 750 angstroms partially sandwiching the insulating film.
【0043】以下、p型クラッド層以降は実施例1と同
様にしてレーザ素子を得る。このレーザ素子は実施例1
と同様に室温においてしきい値2.0kA/cm2、3
0mWの出力において発振波長405nmの連続発振が
確認され、1000時間以上の寿命を示した。Hereinafter, a laser device is obtained in the same manner as in Example 1 after the p-type cladding layer. Example 1
Similarly, at room temperature, the threshold value is 2.0 kA / cm 2 ,
At an output of 0 mW, continuous oscillation of an oscillation wavelength of 405 nm was confirmed, and a life of 1000 hours or more was shown.
【0044】[実施例3]実施例1において、第1の絶
縁膜30の膜厚を1000オングストロームにした他は
同様にしてレーザ素子を作製した。室温においてしきい
値2.3kA/cm2、30mWの出力において発振波
長405nmの連続発振が確認され、800時間以上の
寿命を示した。Example 3 A laser device was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the thickness of the first insulating film 30 was changed to 1000 Å. At room temperature, with a threshold value of 2.3 kA / cm 2 and an output of 30 mW, continuous oscillation of an oscillation wavelength of 405 nm was confirmed, and a life of 800 hours or more was shown.
【0045】[実施例4]実施例1において、ストライ
プ状に形成した第1の絶縁膜30の開口部を2μmにし
た他は同様にしてレーザ素子を作製した。その結果、し
きい値2.5kA/cm2、30mWの出力において発
振波長405nmの連続発振が確認され、800時間以
上の寿命を示した。Example 4 A laser device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the opening of the first insulating film 30 formed in a stripe shape was 2 μm. As a result, continuous oscillation with an oscillation wavelength of 405 nm was confirmed at a threshold of 2.5 kA / cm 2 and an output of 30 mW, indicating a life of 800 hours or more.
【0046】[実施例5]実施例1において、第1の絶
縁膜30をSiNとした他は同様にしてレーザ素子を作
製した。その結果、実施例1と同様にしきい値2.5k
A/cm2、30mWの出力において発振波長405n
mの連続発振が確認され、1000時間以上の寿命を示
した。Example 5 A laser device was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the first insulating film 30 was made of SiN. As a result, a threshold value of 2.5 k
A / cm 2 , 405n oscillation wavelength at 30mW output
m continuous oscillation was confirmed, indicating a life of 1000 hours or more.
【0047】[実施例6]実施例1において、窒化物半
導体を作製する際に用いるサファイア基板を、C面を主
面とし、A面がオリフラ面として形成されており、さら
にステップ上にオフアングルされ、そのオフ角が0.1
3°、ステップに沿う方向(段差方向)がA面に垂直に
形成された基板を用いる。その他は実施例1と同様にし
てレーザ素子を得る。この結果、室温においてしきい値
1.8kA/cm2、30mWの出力において発振波長
405nmの連続発振が確認され、1000時間以上の
寿命を示した。[Embodiment 6] In Embodiment 1, the sapphire substrate used in fabricating the nitride semiconductor is formed such that the C surface is a main surface and the A surface is an orientation flat surface. And the off angle is 0.1
A substrate is used in which the direction along the step (step direction) is perpendicular to the A-plane at 3 °. Otherwise, a laser device is obtained in the same manner as in the first embodiment. As a result, continuous oscillation with an oscillation wavelength of 405 nm was confirmed at room temperature with a threshold value of 1.8 kA / cm 2 and an output of 30 mW, indicating a life of 1000 hours or more.
【0048】[実施例7]実施例1において、窒化物半
導体基板を以下のようにした他は同様にしてレーザ素子
を作製した。 (窒化物半導体基板2)図1に示すようにA面がオリフ
ラ面として形成されているC面を主面とするサファイア
基板1を用意し、まずサファイア基板1をMOCVD反
応容器内にセットし、下地層として500℃にてアンド
ープのGaNよりなる層を200オングストロームと、
続けて1050℃にてアンドープのGaNよりなる層を
2.5μmの、総膜厚が約2.5μmとなる窒化物半導
体層を形成する。Example 7 A laser device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the nitride semiconductor substrate was changed as follows. (Nitride Semiconductor Substrate 2) As shown in FIG. 1, a sapphire substrate 1 having a main surface C as an orientation flat surface is prepared. First, the sapphire substrate 1 is set in a MOCVD reactor. A layer made of undoped GaN at 500 ° C. as an underlayer and 200 angstrom;
Subsequently, a layer of undoped GaN is formed at 1050 ° C. to form a nitride semiconductor layer having a thickness of 2.5 μm and a total thickness of about 2.5 μm.
【0049】次にストライプ状のフォトマスクを形成
し、CVD装置によりストライプ幅10μm、窓部2μ
mのSiO2よりなる保護膜を0.5μmの膜厚で形成
する。ストライプ方向は、オリフラ面に対して垂直な方
向で形成する。保護膜形成後、ウエハーをMOVPE反
応容器に移し、1050℃にて、原料ガスにTMG、ア
ンモニアを用い、アンドープのGaNよりなる窒化物半
導体層を15μmの膜厚で成長させ、これを窒化物半導
体基板とする。Next, a striped photomask is formed, and a stripe width of 10 μm and a window of 2 μm are formed by a CVD apparatus.
A protective film made of m 2 SiO 2 is formed with a thickness of 0.5 μm. The stripe direction is formed in a direction perpendicular to the orientation flat surface. After the formation of the protective film, the wafer was transferred to a MOVPE reaction vessel, and a nitride semiconductor layer made of undoped GaN was grown to a thickness of 15 μm at 1050 ° C. using TMG and ammonia as source gases. Substrate.
【0050】その他は実施例1と同様にしてレーザ素子
を得る。この結果、室温においてしきい値2.0kA/
cm2、30mWの出力において発振波長405nmの
連続発振が確認され、1000時間以上の寿命を示し
た。Otherwise, a laser device is obtained in the same manner as in the first embodiment. As a result, at room temperature, the threshold value was 2.0 kA /
cm 2, continuous oscillation of an oscillation wavelength 405nm at the output of 30mW is confirmed, it showed 1000 hours or more life.
【0051】[実施例8]実施例1において、窒化物半
導体基板および電極を以下のようにした他は同様にして
レーザ素子を作製した。 (窒化物半導体基板2’)A面がオリフラ面として形成
されているC面を主面とするサファイア基板上にMOV
PE反応容器内で500℃にてアンドープのGaNより
なる層を200オングストロームと、続けて1050℃
にてアンドープのGaNよりなる層を2.5μmの、総
膜厚が約2.5μmとなる窒化物半導体層を形成する。Example 8 A laser device was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the nitride semiconductor substrate and the electrodes were changed as follows. (Nitride semiconductor substrate 2 ') MOV is formed on a sapphire substrate whose main surface is C surface where A surface is formed as an orientation flat surface.
A layer of undoped GaN at 200 ° C. in a PE reactor at 200 Å followed by 1050 ° C.
Then, a layer of undoped GaN is formed to a thickness of 2.5 μm to form a nitride semiconductor layer having a total thickness of about 2.5 μm.
【0052】次に窒化物半導体層を成長させた後、窒化
物半導体層表面にストライプ状のフォトマスクを形成
し、CVD装置によりストライプ幅10μm、窓部5μ
mのSiO2よりなる保護膜を0.5μmの膜厚で形成
する。このとき、ストライプ方向はオリフラ面に対して
垂直に形成する。Next, after growing a nitride semiconductor layer, a stripe-shaped photomask is formed on the surface of the nitride semiconductor layer, and a stripe width of 10 μm and a window portion of 5 μm are formed by a CVD apparatus.
A protective film made of m 2 SiO 2 is formed with a thickness of 0.5 μm. At this time, the stripe direction is formed perpendicular to the orientation flat surface.
【0053】続いて、RIE装置によりSiO2膜の形
成されていない部分のGaNをサファイア基板が露出さ
れるまでエッチングして凹凸を形成することで、GaN
をストライプ状にし、最後に凸部上部のSiO2を除去
する。Subsequently, the GaN in the portion where the SiO 2 film is not formed is etched by the RIE apparatus until the sapphire substrate is exposed, thereby forming irregularities.
Is striped, and finally SiO 2 on the upper part of the protrusion is removed.
【0054】ストライプ状のGaNを形成後、ウエハー
をMOVPE反応容器に移し、1050℃にて、原料ガ
スにTMG(トリメチルガリウム)、アンモニアを用
い、アンドープのGaNよりなる第2の窒化物半導体層
を15μmの膜厚で成長させる。続いて、HVPEで1
50μmの膜厚SiドープのGaNを作製する。次に得
られたウエハーのサファイア基板およびMOVPEによ
り作製したアンドープのGaN層を研磨、除去し厚さが
約100μmのGaN基板2’を得た。After the stripe-shaped GaN is formed, the wafer is transferred to a MOVPE reactor, and at 1050 ° C., a second nitride semiconductor layer made of undoped GaN is formed using TMG (trimethylgallium) and ammonia as a source gas. It is grown to a thickness of 15 μm. Then, HVPE 1
A 50 μm-thick Si-doped GaN is produced. Next, the sapphire substrate of the obtained wafer and the undoped GaN layer produced by MOVPE were polished and removed to obtain a GaN substrate 2 ′ having a thickness of about 100 μm.
【0055】得られたGaN基板2’上にn型コンタク
ト層3からp型コンタクト層10までを実施例1と同様
にして作製する。反応終了後、反応容器内において、ウ
エハーを窒素雰囲気中、700℃でアニーリングを行
い、p型層を更に低抵抗化する。On the obtained GaN substrate 2 ′, from the n-type contact layer 3 to the p-type contact layer 10 are formed in the same manner as in the first embodiment. After the completion of the reaction, the wafer is annealed at 700 ° C. in a nitrogen atmosphere in a reaction vessel to further reduce the resistance of the p-type layer.
【0056】アニーリング後、ウエハーを反応容器から
取り出し、p型コンタクト層上にpオーミック電極22
とpパッド電極23を、その他のリッジ側面および第1
の絶縁膜表面には第2の絶縁膜31としてZrO2を形
成し、窒化物半導体の素子構造が形成されていない表面
をさ研磨し、総膜厚を100μm〜200μmとする。
その研磨表面の全面に、nオーミック電極20とnパッ
ド電極21を形成する。After annealing, the wafer is taken out of the reaction vessel, and the p-type ohmic electrode 22 is placed on the p-type contact layer.
And the p-pad electrode 23 with the other ridge side surfaces and the first
ZrO 2 is formed as a second insulating film 31 on the surface of the insulating film, and the surface on which the element structure of the nitride semiconductor is not formed is polished to a total film thickness of 100 μm to 200 μm.
An n-ohmic electrode 20 and an n-pad electrode 21 are formed on the entire polished surface.
【0057】以上のようにして、n電極とp電極とを形
成したウエハーをストライプ状の電極に垂直な方向でバ
ー状に劈開し、劈開面(M面)に共振器を作製する。共
振器面にSiO2とTiO2よりなる誘電体多層膜を形成
し、最後にp電極に平行な方向で、バーを切断して図3
に示すようなレーザ素子とする。得られたレーザ素子を
ヒートシンクに設置し、それぞれの電極をワイヤーボン
ディングして、室温でレーザ発振を試みた。As described above, the wafer on which the n-electrode and the p-electrode are formed is cleaved in a bar shape in a direction perpendicular to the stripe-shaped electrodes, and a resonator is formed on the cleavage plane (M plane). A dielectric multilayer film made of SiO 2 and TiO 2 is formed on the resonator surface, and finally, the bar is cut in a direction parallel to the p-electrode to obtain a structure shown in FIG.
The laser element shown in FIG. The obtained laser element was set on a heat sink, and the respective electrodes were wire-bonded, and laser oscillation was attempted at room temperature.
【0058】その結果、実施例1と同様に、室温におい
てしきい値2.0kA/cm2、30mWの出力におい
て発振波長405nmの連続発振が確認され、1000
時間以上の寿命を示した。As a result, as in Example 1, continuous oscillation with an oscillation wavelength of 405 nm was confirmed at room temperature with a threshold value of 2.0 kA / cm 2 and an output of 30 mW.
It showed a lifetime of more than hours.
【0059】[0059]
【発明の効果】本発明のような素子構造にすることによ
って、高出力タイプでも歩留が良く、FFPも良好な単
一横モードとなるよう窒化物半導体レーザ素子を得るこ
とが可能になる。According to the device structure of the present invention, it is possible to obtain a nitride semiconductor laser device having a single transverse mode with a good yield and a good FFP even in a high output type.
【図1】図1は、本発明の一実施の形態である窒化物半
導体レーザ素子を示す模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a nitride semiconductor laser device according to one embodiment of the present invention.
【図2】図2は、本発明の他の実施の形態である窒化物
半導体レーザ素子を示す模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a nitride semiconductor laser device according to another embodiment of the present invention.
【図3】図3は、本発明の他の実施の形態である窒化物
半導体レーザ素子を示す模式的断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a nitride semiconductor laser device according to another embodiment of the present invention.
1・・・サファイア基板 2・・・窒化物半導体基板 3・・・n型コンタクト層 4・・・n型クラッド層 5・・・n型光ガイド層 6・・・活性層 7・・・p側キャップ層 8・・・p型光ガイド層 9・・・p型クラッド層 10・・・p型コンタクト層 20・・・nオーミック電極 21・・・nパッド電極 22・・・pオーミック電極 23・・・pパッド電極 30・・・第1の絶縁膜 31・・・第2の絶縁膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sapphire substrate 2 ... Nitride semiconductor substrate 3 ... N-type contact layer 4 ... N-type cladding layer 5 ... N-type light guide layer 6 ... Active layer 7 ... p Side cap layer 8 ... p-type light guide layer 9 ... p-type cladding layer 10 ... p-type contact layer 20 ... n ohmic electrode 21 ... n pad electrode 22 ... p ohmic electrode 23 ... p pad electrode 30 ... first insulating film 31 ... second insulating film
Claims (8)
導体層の上にストライプ状の開口部を有する第1の絶縁
膜が形成され、さらに前記開口部より第2のp型窒化物
半導体層が形成されて、その第2のp型窒化物半導体に
よりリッジが形成されていることを特徴とする窒化物半
導体レーザ素子。1. A first insulating film having a stripe-shaped opening is formed on a first p-type nitride semiconductor layer formed on an active layer, and a second p-type insulating film is formed from the opening. A nitride semiconductor laser device comprising: a nitride semiconductor layer; and a ridge formed by the second p-type nitride semiconductor.
型窒化物半導体層が同じ組成を有することを特徴とする
請求項1に記載の窒化物半導体レーザ素子。2. A semiconductor device comprising: a first p-type nitride semiconductor layer;
2. The nitride semiconductor laser device according to claim 1, wherein the type nitride semiconductor layers have the same composition.
あることを特徴とする請求項1ないし請求項2のいずれ
か1項に記載の窒化物半導体レーザ素子。3. The nitride semiconductor laser device according to claim 1, wherein said stripe-shaped opening is 3 μm or less.
a1-XN(0≦X<1)層を有する光ガイド層であり、
第2のp型窒化物半導体層はAlYGa1-YN(0≦Y<
1かつX<Y)を有するクラッド層であることを特徴と
する請求項1または請求項3のいずれか1項に記載の窒
化物半導体レーザ素子。Wherein said first p-type nitride semiconductor layer is Al X G
a 1-X An optical guide layer having an N (0 ≦ X <1) layer,
The second p-type nitride semiconductor layer is composed of Al Y Ga 1-Y N (0 ≦ Y <
4. The nitride semiconductor laser device according to claim 1, wherein the nitride semiconductor laser device is a cladding layer having the following formula: 1 and X <Y). 5.
はいずれもAlXGa1-XN(0≦X<1)層を有する光
ガイド層であることを特徴とする請求項2または請求項
3のいずれか1項に記載の窒化物半導体レーザ素子。5. A method according to claim wherein said first and second p-type nitride semiconductor layer is the optical guide layer having both Al X Ga 1-X N ( 0 ≦ X <1) layer The nitride semiconductor laser device according to claim 2 or claim 3.
以上200μm以下、膜厚が0.5μm以下であること
を特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に
記載の窒化物半導体レーザ素子。6. The first insulating film has a stripe width of 2 μm.
6. The nitride semiconductor laser device according to claim 1, wherein the nitride semiconductor laser device has a thickness of at least 200 μm and a thickness of 0.5 μm or less. 7.
れ、リッジの側面および前記第1の絶縁膜表面には第2
の絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項1な
いし請求項6のいずれか1項に記載の窒化物半導体レー
ザ素子。7. An electrode is formed on a top surface of the ridge, and a second electrode is formed on a side surface of the ridge and a surface of the first insulating film.
7. The nitride semiconductor laser device according to claim 1, wherein said insulating film is formed.
エピタキシャル成長されたGaNを含んだ基板上に窒化
物半導体が積層されてなるものであることを特徴とする
請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の窒化物
半導体レーザ素子。8. The nitride semiconductor laser device according to claim 1, wherein a nitride semiconductor is laminated on a substrate containing at least epitaxially grown GaN. Item 6. The nitride semiconductor laser device according to item 1.
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