JP2000332365A - 半導体発光素子及びその製造方法 - Google Patents
半導体発光素子及びその製造方法Info
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- JP2000332365A JP2000332365A JP13949199A JP13949199A JP2000332365A JP 2000332365 A JP2000332365 A JP 2000332365A JP 13949199 A JP13949199 A JP 13949199A JP 13949199 A JP13949199 A JP 13949199A JP 2000332365 A JP2000332365 A JP 2000332365A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体発光素子及びその製造方法に関し、基
板側電極、特に、ｎ側電極をオーミック化するための熱
処理温度を低温化し、活性層の劣化を防止する。 【解決手段】 一導電型ＳｉＣ基板の一方の主面上に少
なくとも発光層を含むナイトライド系化合物半導体層を
設けるとともに、一導電型ＳｉＣ基板の他方の主面と基
板側電極との間に半導体層を設ける。
板側電極、特に、ｎ側電極をオーミック化するための熱
処理温度を低温化し、活性層の劣化を防止する。 【解決手段】 一導電型ＳｉＣ基板の一方の主面上に少
なくとも発光層を含むナイトライド系化合物半導体層を
設けるとともに、一導電型ＳｉＣ基板の他方の主面と基
板側電極との間に半導体層を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体発光素子及び
その製造方法に関するものであり、特に、基板としてＳ
ｉＣ基板を用いたナイトライド系化合物半導体からなる
短波長半導体レーザ等の半導体発光素子における基板側
電極の接触抵抗の低減手段に特徴がある半導体発光素子
及びその製造方法に関するものである。
その製造方法に関するものであり、特に、基板としてＳ
ｉＣ基板を用いたナイトライド系化合物半導体からなる
短波長半導体レーザ等の半導体発光素子における基板側
電極の接触抵抗の低減手段に特徴がある半導体発光素子
及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、短波長半導体レーザは、光ディス
クやＤＶＤ等のデジタル記憶装置の光源として用いられ
ているが、光ディスクの記録密度はレーザ光の波長の二
乗に反比例するため、より短い波長の半導体レーザが要
請されており、現在商品化されている最短波長の半導体
レーザは６３０〜６５０ｎｍ近傍に波長を有する赤色半
導体レーザであり、ＤＶＤに用いられている。
クやＤＶＤ等のデジタル記憶装置の光源として用いられ
ているが、光ディスクの記録密度はレーザ光の波長の二
乗に反比例するため、より短い波長の半導体レーザが要
請されており、現在商品化されている最短波長の半導体
レーザは６３０〜６５０ｎｍ近傍に波長を有する赤色半
導体レーザであり、ＤＶＤに用いられている。
【０００３】しかし、より記録密度を高めるためにはさ
らなる短波長化が必要であり、例えば、光ディスクに動
画を２時間記録するためには波長が４００ｎｍ近辺の青
色半導体レーザが不可欠となり、そのため、近年では次
世代光ディスク用光源として、青色領域に波長を有する
短波長半導体レーザの開発が盛んになされている。
らなる短波長化が必要であり、例えば、光ディスクに動
画を２時間記録するためには波長が４００ｎｍ近辺の青
色半導体レーザが不可欠となり、そのため、近年では次
世代光ディスク用光源として、青色領域に波長を有する
短波長半導体レーザの開発が盛んになされている。
【０００４】この様な青色半導体レーザ用材料として
は、バンドギャップが１．９５〜６ｅＶまで変化するＧ
ａＮ系化合物半導体、即ち、ナイトライド系化合物半導
体が注目されており、特に、１９９３年末の日亜化学に
よるＧａＮ高輝度ＬＥＤの発表を境に、世界中で研究者
の大きな増加を見ており、１９９５年１２月初めには、
同じく日亜化学によりパルスレーザ発振の成功が報告さ
れて以来、急速に研究が進み、短波長高輝度固体光源と
してデジタル記憶装置、ファクシミリ、プリンタ等への
応用が期待されている。
は、バンドギャップが１．９５〜６ｅＶまで変化するＧ
ａＮ系化合物半導体、即ち、ナイトライド系化合物半導
体が注目されており、特に、１９９３年末の日亜化学に
よるＧａＮ高輝度ＬＥＤの発表を境に、世界中で研究者
の大きな増加を見ており、１９９５年１２月初めには、
同じく日亜化学によりパルスレーザ発振の成功が報告さ
れて以来、急速に研究が進み、短波長高輝度固体光源と
してデジタル記憶装置、ファクシミリ、プリンタ等への
応用が期待されている。
【０００５】この様なナイトライド系化合物半導体レー
ザにおいては、基板としてサファイア基板が用いられて
いたが、サファイア基板は劈開性が悪く、レーザのＦＦ
Ｐが悪くチップ歩留りが悪いという問題があり、また、
熱伝導率が低く放熱が悪いため高出力・高温動作時のレ
ーザ特性が劣るという問題点が挙げられる。
ザにおいては、基板としてサファイア基板が用いられて
いたが、サファイア基板は劈開性が悪く、レーザのＦＦ
Ｐが悪くチップ歩留りが悪いという問題があり、また、
熱伝導率が低く放熱が悪いため高出力・高温動作時のレ
ーザ特性が劣るという問題点が挙げられる。
【０００６】そこで、本出願人は、基板として壁開性を
有し、且つ、ナイトライド系化合物半導体と結晶構造が
似ているＳｉＣ基板を用いてナイトライド系ＭＱＷ構造
半導体レーザを構成することによってレーザ発振に成功
しているので、ここで、図６を参照して、この様な従来
のナイトライド系化合物半導体レーザを説明する。
有し、且つ、ナイトライド系化合物半導体と結晶構造が
似ているＳｉＣ基板を用いてナイトライド系ＭＱＷ構造
半導体レーザを構成することによってレーザ発振に成功
しているので、ここで、図６を参照して、この様な従来
のナイトライド系化合物半導体レーザを説明する。
【０００７】図６参照 図６は、従来のナイトライド系化合物半導体レーザの概
略的断面図であり、まず、改良レイルー法によりバルク
成長させた（０００１）面、即ち、ｃ面を主面とする六
方晶の６Ｈ−ＳｉＣからなるｎ型ＳｉＣ基板３１上に、
有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）を用いて、ｎ型Ａ
ｌＧａＮバッファ層（図示を省略）、ｎ型ＧａＮ中間層
（図示を省略）、ｎ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎクラッド層３
２、ｎ型ＧａＮ光ガイド層３３、ＩｎＧａＮＭＱＷ活性
層３４、ｐ型Ａｌ0.18Ｇａ0.82Ｎエレクトロンブロック
層３５、ｐ型ＧａＮ光ガイド層３６、ｐ型Ａｌ0.09Ｇａ
0. 91Ｎクラッド層３７、及び、ｐ型ＧａＮコンタクト層
３８を順次成長させる。
略的断面図であり、まず、改良レイルー法によりバルク
成長させた（０００１）面、即ち、ｃ面を主面とする六
方晶の６Ｈ−ＳｉＣからなるｎ型ＳｉＣ基板３１上に、
有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）を用いて、ｎ型Ａ
ｌＧａＮバッファ層（図示を省略）、ｎ型ＧａＮ中間層
（図示を省略）、ｎ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎクラッド層３
２、ｎ型ＧａＮ光ガイド層３３、ＩｎＧａＮＭＱＷ活性
層３４、ｐ型Ａｌ0.18Ｇａ0.82Ｎエレクトロンブロック
層３５、ｐ型ＧａＮ光ガイド層３６、ｐ型Ａｌ0.09Ｇａ
0. 91Ｎクラッド層３７、及び、ｐ型ＧａＮコンタクト層
３８を順次成長させる。
【０００８】なお、この場合のＩｎＧａＮＭＱＷ活性層
３４は、例えば、ＴＭＧａ（トリメチルガリウム）、Ｔ
ＭＩｎ（トリメチルインジウム）、アンモニア、及び、
キャリアガスとしてのＮ2 を用いて、成長圧力を１００
Ｔｏｒｒとし、成長温度を７００℃とした状態で、５ｎ
ｍのアンドープＩｎ0.03Ｇａ0.97Ｎバリア層で分離され
た厚さが４ｎｍのアンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎウエル
層を３層成長させて形成する。
３４は、例えば、ＴＭＧａ（トリメチルガリウム）、Ｔ
ＭＩｎ（トリメチルインジウム）、アンモニア、及び、
キャリアガスとしてのＮ2 を用いて、成長圧力を１００
Ｔｏｒｒとし、成長温度を７００℃とした状態で、５ｎ
ｍのアンドープＩｎ0.03Ｇａ0.97Ｎバリア層で分離され
た厚さが４ｎｍのアンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎウエル
層を３層成長させて形成する。
【０００９】次いで、ドライ・エッチングを用いて、ｐ
型ＧａＮコンタクト層３８及びｐ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎ
クラッド層３７をメサエッチングすることによって、例
えば、幅が４μｍで、高さが０．５μｍのストライプ状
メサ３９を形成する。次いで、ストライプ状メサ３９を
覆うようにＳｉＯ2 膜４０を形成したのち、ストライプ
状の開口部を形成し、Ｎｉ，Ａｕ，Ｔｉ，Ａｕを順次堆
積させることによってｐ側電極４１を形成する。
型ＧａＮコンタクト層３８及びｐ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎ
クラッド層３７をメサエッチングすることによって、例
えば、幅が４μｍで、高さが０．５μｍのストライプ状
メサ３９を形成する。次いで、ストライプ状メサ３９を
覆うようにＳｉＯ2 膜４０を形成したのち、ストライプ
状の開口部を形成し、Ｎｉ，Ａｕ，Ｔｉ，Ａｕを順次堆
積させることによってｐ側電極４１を形成する。
【００１０】次いで、ｎ型ＳｉＣ基板３１の裏面にＮ
ｉ、Ｔｉ／Ａｕ、或いは、Ｗ等を堆積させ、９００℃〜
１０００℃程度の高温で熱処理することによってｎ側電
極４２をオーミックコンタクト化したのち、共振器長Ｌ
が７００μｍとなるように素子分割することによってナ
イトライド系化合物半導体レーザが完成する。
ｉ、Ｔｉ／Ａｕ、或いは、Ｗ等を堆積させ、９００℃〜
１０００℃程度の高温で熱処理することによってｎ側電
極４２をオーミックコンタクト化したのち、共振器長Ｌ
が７００μｍとなるように素子分割することによってナ
イトライド系化合物半導体レーザが完成する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この様に成長
基板としてＳｉＣ基板を用いたナイトライド系化合物半
導体レーザにおいては、ｎ側電極４２を形成する際に、
９００〜１０００℃程度の高温で熱処理を行っており、
この熱処理温度は、ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層３４の成長
温度である７００〜８００℃より高温であるため、Ｉｎ
ＧａＮＭＱＷ活性層３４を劣化させるという問題があ
る。
基板としてＳｉＣ基板を用いたナイトライド系化合物半
導体レーザにおいては、ｎ側電極４２を形成する際に、
９００〜１０００℃程度の高温で熱処理を行っており、
この熱処理温度は、ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層３４の成長
温度である７００〜８００℃より高温であるため、Ｉｎ
ＧａＮＭＱＷ活性層３４を劣化させるという問題があ
る。
【００１２】したがって、本発明は、基板側電極、特
に、ｎ側電極をオーミック化するための熱処理温度を低
温化し、活性層の劣化を防止することを目的とする。
に、ｎ側電極をオーミック化するための熱処理温度を低
温化し、活性層の劣化を防止することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。なお、図１
（ａ）乃至（ｃ）は、夫々本発明の半導体発光素子の製
造フロー図である。 図１（ａ）乃至（ｃ）参照 （１）本発明は、一導電型ＳｉＣ基板の一方の主面上に
少なくとも発光層を含むナイトライド系化合物半導体層
を設けた半導体発光素子において、一導電型ＳｉＣ基板
の他方の主面と基板側電極との間に半導体層を設けたこ
とを特徴とする。
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。なお、図１
（ａ）乃至（ｃ）は、夫々本発明の半導体発光素子の製
造フロー図である。 図１（ａ）乃至（ｃ）参照 （１）本発明は、一導電型ＳｉＣ基板の一方の主面上に
少なくとも発光層を含むナイトライド系化合物半導体層
を設けた半導体発光素子において、一導電型ＳｉＣ基板
の他方の主面と基板側電極との間に半導体層を設けたこ
とを特徴とする。
【００１４】この様に、一導電型ＳｉＣ基板の他方の主
面、即ち、裏面と基板側電極との間に半導体層を設ける
ことによって、オーミック性の良好な基板側電極を低温
で形成することが可能になり、活性層等の発光層が熱処
理によって劣化することがない。特に、ｎ型ＳｉＣ基板
に対するｎ側電極の形成工程に有効である。なお、この
場合の半導体層とは、エピタキシャル成長させた単結晶
半導体層や、ＥＢ蒸着法（電子ビーム蒸着法）によって
堆積させた多結晶状の半導体層も意味するものである。
面、即ち、裏面と基板側電極との間に半導体層を設ける
ことによって、オーミック性の良好な基板側電極を低温
で形成することが可能になり、活性層等の発光層が熱処
理によって劣化することがない。特に、ｎ型ＳｉＣ基板
に対するｎ側電極の形成工程に有効である。なお、この
場合の半導体層とは、エピタキシャル成長させた単結晶
半導体層や、ＥＢ蒸着法（電子ビーム蒸着法）によって
堆積させた多結晶状の半導体層も意味するものである。
【００１５】特に、この様な基板側電極形成における熱
処理温度を低温化するための半導体層としては、発光層
を含むナイトライド系化合物半導体層と同じ、Ｉｎx Ａ
ｌyＧａ1-x-y Ｎ層を用いることが望ましく、特に、Ｇ
ａＮ層、即ち、ｘ＝０，ｙ＝０のＩｎx Ａｌy Ｇａ
1-x-y Ｎ層が好適である。
処理温度を低温化するための半導体層としては、発光層
を含むナイトライド系化合物半導体層と同じ、Ｉｎx Ａ
ｌyＧａ1-x-y Ｎ層を用いることが望ましく、特に、Ｇ
ａＮ層、即ち、ｘ＝０，ｙ＝０のＩｎx Ａｌy Ｇａ
1-x-y Ｎ層が好適である。
【００１６】（２）また、本発明は、半導体発光素子の
製造方法において、一導電型ＳｉＣ基板の一方の主面に
一導電型ナイトライド系半導体層をエピタキシャル成長
させたのち、一導電型ＳｉＣ基板の他方の主面に少なく
とも発光層を含むナイトライド系化合物半導体層をエピ
タキシャルさせ、次いで、一導電型ナイトライド系半導
体層上に基板側電極を形成することを特徴とする。
製造方法において、一導電型ＳｉＣ基板の一方の主面に
一導電型ナイトライド系半導体層をエピタキシャル成長
させたのち、一導電型ＳｉＣ基板の他方の主面に少なく
とも発光層を含むナイトライド系化合物半導体層をエピ
タキシャルさせ、次いで、一導電型ナイトライド系半導
体層上に基板側電極を形成することを特徴とする。
【００１７】図１（ａ）に示すように、最初に一導電型
ＳｉＣ基板の一方の主面に基板側電極形成における熱処
理温度を低温化するための一導電型ナイトライド系半導
体層をエピタキシャル成長させることによって、発光層
の成長温度と無関係に一導電型ナイトライド系半導体層
の成長温度を設定することができる。
ＳｉＣ基板の一方の主面に基板側電極形成における熱処
理温度を低温化するための一導電型ナイトライド系半導
体層をエピタキシャル成長させることによって、発光層
の成長温度と無関係に一導電型ナイトライド系半導体層
の成長温度を設定することができる。
【００１８】（３）また、本発明は、半導体発光素子の
製造方法において、一導電型ＳｉＣ基板の一方の主面に
少なくとも発光層を含むナイトライド系化合物半導体層
をエピタキシャル成長させたのち、一導電型ＳｉＣ基板
の他方の主面にナイトライド系半導体層を蒸着し、次い
で、ナイトライド系半導体層上に基板側電極を形成する
ことを特徴とする。
製造方法において、一導電型ＳｉＣ基板の一方の主面に
少なくとも発光層を含むナイトライド系化合物半導体層
をエピタキシャル成長させたのち、一導電型ＳｉＣ基板
の他方の主面にナイトライド系半導体層を蒸着し、次い
で、ナイトライド系半導体層上に基板側電極を形成する
ことを特徴とする。
【００１９】図１（ｂ）に示すように、一導電型ＳｉＣ
基板の一方の主面に少なくとも発光層を含むナイトライ
ド系化合物半導体層をエピタキシャル成長させたのち、
一導電型ＳｉＣ基板の他方の主面にナイトライド系半導
体層を堆積させる場合には、低温での堆積が可能な蒸着
法を用いれば良い。
基板の一方の主面に少なくとも発光層を含むナイトライ
ド系化合物半導体層をエピタキシャル成長させたのち、
一導電型ＳｉＣ基板の他方の主面にナイトライド系半導
体層を堆積させる場合には、低温での堆積が可能な蒸着
法を用いれば良い。
【００２０】（４）また、本発明は、半導体発光素子の
製造方法において、一導電型ＳｉＣ基板の一方の主面に
少なくとも発光層を含むナイトライド系化合物半導体層
をエピタキシャル成長させたのち、一導電型ＳｉＣ基板
の他方の主面に一導電型ナイトライド系半導体層を発光
層の成長温度より低温でエピタキシャル成長させ、次い
で、一導電型ナイトライド系半導体層上に基板側電極を
形成することを特徴とする。
製造方法において、一導電型ＳｉＣ基板の一方の主面に
少なくとも発光層を含むナイトライド系化合物半導体層
をエピタキシャル成長させたのち、一導電型ＳｉＣ基板
の他方の主面に一導電型ナイトライド系半導体層を発光
層の成長温度より低温でエピタキシャル成長させ、次い
で、一導電型ナイトライド系半導体層上に基板側電極を
形成することを特徴とする。
【００２１】図１（ｃ）に示すように、一導電型ＳｉＣ
基板の一方の主面に少なくとも発光層を含むナイトライ
ド系化合物半導体層をエピタキシャル成長させたのち、
一導電型ＳｉＣ基板の他方の主面にナイトライド系半導
体層を堆積させる場合には、ＧａＮ低温バッファ層と同
様に、発光層の成長温度より低温でＧａＮ層等の半導体
層をエピタキシャル成長させても良い。
基板の一方の主面に少なくとも発光層を含むナイトライ
ド系化合物半導体層をエピタキシャル成長させたのち、
一導電型ＳｉＣ基板の他方の主面にナイトライド系半導
体層を堆積させる場合には、ＧａＮ低温バッファ層と同
様に、発光層の成長温度より低温でＧａＮ層等の半導体
層をエピタキシャル成長させても良い。
【００２２】
【発明の実施の形態】ここで、図２及び図３を参照して
本発明の第１の実施の形態のナイトライド系化合物半導
体レーザを説明する。まず、図２を参照して、本発明の
第１の実施の形態の製造工程を説明する。 図２（ａ）参照 まず、改良レイリー法によってバルク成長した（０００
１）面、即ち、ｃ面を主面とする六方晶の６Ｈ−ＳｉＣ
からなる窒素ドープｎ型ＳｉＣ基板１１を研磨して厚さ
を、例えば、１００ｎｍとしたのち、ｎ型ＳｉＣ基板１
１の裏面上に、ＴＭＧａ、ＴＭＡｌ（トリメチルアルミ
ニウム）、アンモニア、ドーパント源としてＳｉＨ4 、
及び、キャリアガスとしての水素を成長ガスとして用い
たＭＯＣＶＤ法によって、成長圧力を７０〜７６０Ｔｏ
ｒｒ、例えば、１００Ｔｏｒｒとし、成長温度を５００
〜１２００℃、例えば、９５０℃とした状態で、厚さ５
０〜３００ｎｍ、例えば、５０ｎｍのｎ型Ａｌ0.09Ｇａ
0.91Ｎバッファ層（図示を省略）を成長させる。
本発明の第１の実施の形態のナイトライド系化合物半導
体レーザを説明する。まず、図２を参照して、本発明の
第１の実施の形態の製造工程を説明する。 図２（ａ）参照 まず、改良レイリー法によってバルク成長した（０００
１）面、即ち、ｃ面を主面とする六方晶の６Ｈ−ＳｉＣ
からなる窒素ドープｎ型ＳｉＣ基板１１を研磨して厚さ
を、例えば、１００ｎｍとしたのち、ｎ型ＳｉＣ基板１
１の裏面上に、ＴＭＧａ、ＴＭＡｌ（トリメチルアルミ
ニウム）、アンモニア、ドーパント源としてＳｉＨ4 、
及び、キャリアガスとしての水素を成長ガスとして用い
たＭＯＣＶＤ法によって、成長圧力を７０〜７６０Ｔｏ
ｒｒ、例えば、１００Ｔｏｒｒとし、成長温度を５００
〜１２００℃、例えば、９５０℃とした状態で、厚さ５
０〜３００ｎｍ、例えば、５０ｎｍのｎ型Ａｌ0.09Ｇａ
0.91Ｎバッファ層（図示を省略）を成長させる。
【００２３】引き続いて、ＴＭＧａ、アンモニア、ドー
パント源としてＳｉＨ4 、及び、キャリアガスとして水
素を用いて、成長圧力を７０〜７６０Ｔｏｒｒ、例え
ば、１００Ｔｏｒｒとし、成長温度を５００〜１２００
℃、例えば、９２０℃とした状態で、厚さ０．１〜５．
０μｍ、例えば、０．１μｍで、ｎ型キャリア濃度が１
×１０18〜８×１０18ｃｍ-3、例えば、２×１０18ｃｍ
-3のｎ型ＧａＮ層１２を成長させる。
パント源としてＳｉＨ4 、及び、キャリアガスとして水
素を用いて、成長圧力を７０〜７６０Ｔｏｒｒ、例え
ば、１００Ｔｏｒｒとし、成長温度を５００〜１２００
℃、例えば、９２０℃とした状態で、厚さ０．１〜５．
０μｍ、例えば、０．１μｍで、ｎ型キャリア濃度が１
×１０18〜８×１０18ｃｍ-3、例えば、２×１０18ｃｍ
-3のｎ型ＧａＮ層１２を成長させる。
【００２４】図２（ｂ）参照 次いで、ｎ型ＳｉＣ基板１１の他方の面上に、ＴＭＧ
ａ、ＴＭＡｌ、アンモニア、ドーパント源としてＳｉＨ
4 、及び、キャリアガスとしての水素を成長ガスとして
用いて、成長圧力を７０〜７６０Ｔｏｒｒ、例えば、１
００Ｔｏｒｒとし、成長温度を８００〜１２００℃、例
えば、９５０℃とした状態で、厚さ５０〜３００ｎｍ、
例えば、５０ｎｍのｎ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎバッファ層
（図示を省略）を成長させる。
ａ、ＴＭＡｌ、アンモニア、ドーパント源としてＳｉＨ
4 、及び、キャリアガスとしての水素を成長ガスとして
用いて、成長圧力を７０〜７６０Ｔｏｒｒ、例えば、１
００Ｔｏｒｒとし、成長温度を８００〜１２００℃、例
えば、９５０℃とした状態で、厚さ５０〜３００ｎｍ、
例えば、５０ｎｍのｎ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎバッファ層
（図示を省略）を成長させる。
【００２５】引き続いて、ＴＭＧａ、アンモニア、ドー
パント源としてＳｉＨ4 、及び、キャリアガスとして水
素を用いて、成長圧力を７０〜７６０Ｔｏｒｒ、例え
ば、１００Ｔｏｒｒとし、成長温度を８００〜１２００
℃、例えば、９２０℃とした状態で、厚さ０．１〜２．
０μｍ、例えば、０．５μｍで、ｎ型キャリア濃度が５
×１０17〜１×１０19ｃｍ-3、例えば、２×１０18ｃｍ
-3のｎ型ＧａＮ中間層（図示を省略）を成長させる。
パント源としてＳｉＨ4 、及び、キャリアガスとして水
素を用いて、成長圧力を７０〜７６０Ｔｏｒｒ、例え
ば、１００Ｔｏｒｒとし、成長温度を８００〜１２００
℃、例えば、９２０℃とした状態で、厚さ０．１〜２．
０μｍ、例えば、０．５μｍで、ｎ型キャリア濃度が５
×１０17〜１×１０19ｃｍ-3、例えば、２×１０18ｃｍ
-3のｎ型ＧａＮ中間層（図示を省略）を成長させる。
【００２６】引き続いて、ＴＭＡｌ、ＴＭＧａ、アンモ
ニア、ドーパントとしてＳｉＨ4 、及び、キャリアガス
としての水素を用いて、成長圧力を７０〜７６０Ｔｏｒ
ｒ、例えば、１００Ｔｏｒｒとし、成長温度を８００〜
１２００℃、例えば、９５０℃とした状態で、厚さ０．
１〜２．０μｍ、例えば、０．９μｍで、ｎ型キャリア
濃度が１．０×１０17〜１．０×１０20ｃｍ-3、例え
ば、１．０×１０18ｃｍ -3のｎ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎク
ラッド層１３を成長させる。
ニア、ドーパントとしてＳｉＨ4 、及び、キャリアガス
としての水素を用いて、成長圧力を７０〜７６０Ｔｏｒ
ｒ、例えば、１００Ｔｏｒｒとし、成長温度を８００〜
１２００℃、例えば、９５０℃とした状態で、厚さ０．
１〜２．０μｍ、例えば、０．９μｍで、ｎ型キャリア
濃度が１．０×１０17〜１．０×１０20ｃｍ-3、例え
ば、１．０×１０18ｃｍ -3のｎ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎク
ラッド層１３を成長させる。
【００２７】引き続いて、ＴＭＧａ、アンモニア、ドー
パントとしてＳｉＨ4 、及び、キャリアガスとしての水
素を用いて、成長圧力を７０〜７６０Ｔｏｒｒ、例え
ば、１００Ｔｏｒｒとし、成長温度を８００〜１２００
℃、例えば、９３０℃とした状態で、厚さ１０〜３００
ｎｍ、例えば、１００ｎｍで、ｎ型キャリア濃度が１×
１０18〜８×１０18ｃｍ-3、例えば、２×１０18ｃｍ-3
のｎ型ＧａＮ光ガイド層１４を成長させる。
パントとしてＳｉＨ4 、及び、キャリアガスとしての水
素を用いて、成長圧力を７０〜７６０Ｔｏｒｒ、例え
ば、１００Ｔｏｒｒとし、成長温度を８００〜１２００
℃、例えば、９３０℃とした状態で、厚さ１０〜３００
ｎｍ、例えば、１００ｎｍで、ｎ型キャリア濃度が１×
１０18〜８×１０18ｃｍ-3、例えば、２×１０18ｃｍ-3
のｎ型ＧａＮ光ガイド層１４を成長させる。
【００２８】引き続いて、ＴＭＧａ、ＴＭＩｎ、アンモ
ニア、及び、キャリアガスとしてのＮ2 を用いて、成長
圧力を７０〜７６０Ｔｏｒｒ、例えば、１００Ｔｏｒｒ
とし、成長温度を５５０〜９００℃、例えば、７００℃
とした状態で、厚さ１ｎｍ〜１０ｎｍ、例えば、５ｎｍ
のアンドープＩｎ0.02Ｇａ0.98Ｎバリア層で分離された
厚さ３〜１０ｎｍ、例えば、４ｎｍのアンドープＩｎ
0.12Ｇａ0.88Ｎウエル層を２〜１０層、例えば、３層成
長させてＩｎＧａＮＭＱＷ活性層１５を形成する。
ニア、及び、キャリアガスとしてのＮ2 を用いて、成長
圧力を７０〜７６０Ｔｏｒｒ、例えば、１００Ｔｏｒｒ
とし、成長温度を５５０〜９００℃、例えば、７００℃
とした状態で、厚さ１ｎｍ〜１０ｎｍ、例えば、５ｎｍ
のアンドープＩｎ0.02Ｇａ0.98Ｎバリア層で分離された
厚さ３〜１０ｎｍ、例えば、４ｎｍのアンドープＩｎ
0.12Ｇａ0.88Ｎウエル層を２〜１０層、例えば、３層成
長させてＩｎＧａＮＭＱＷ活性層１５を形成する。
【００２９】引き続いて、ＴＭＡｌ、ＴＭＧａ、アンモ
ニア、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム、及び、
キャリアガスとしてのＮ2 を用いて、成長圧力を７０〜
７６０Ｔｏｒｒ、例えば、１００Ｔｏｒｒとし、成長温
度を６００〜９００℃、例えば、７８０℃とした状態
で、厚さ５〜３０ｎｍ、例えば、２０ｎｍで、不純物濃
度が７×１０19ｃｍ-3以上、例えば、１×１０20ｃｍ-3
のｐ型Ａｌ0.18Ｇａ0.82Ｎエレクトロンブロック層１６
を成長させる。
ニア、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム、及び、
キャリアガスとしてのＮ2 を用いて、成長圧力を７０〜
７６０Ｔｏｒｒ、例えば、１００Ｔｏｒｒとし、成長温
度を６００〜９００℃、例えば、７８０℃とした状態
で、厚さ５〜３０ｎｍ、例えば、２０ｎｍで、不純物濃
度が７×１０19ｃｍ-3以上、例えば、１×１０20ｃｍ-3
のｐ型Ａｌ0.18Ｇａ0.82Ｎエレクトロンブロック層１６
を成長させる。
【００３０】引き続いて、ＴＭＧａ、アンモニア、ビス
シクロペンタジエニルマグネシウム、及び、キャリアガ
スとしてのＮ2 を用いて、成長圧力を７０〜７６０Ｔｏ
ｒｒ、例えば、１００Ｔｏｒｒとし、成長温度を８００
〜１２００℃、例えば、１１３０℃とした状態で、厚さ
１０〜３００ｎｍ、例えば、１００ｎｍで、不純物濃度
が１．０×１０17〜５．０×１０19ｃｍ-3、例えば、５
×１０19ｃｍ-3のｐ型ＧａＮ光ガイド層１７を成長させ
る。
シクロペンタジエニルマグネシウム、及び、キャリアガ
スとしてのＮ2 を用いて、成長圧力を７０〜７６０Ｔｏ
ｒｒ、例えば、１００Ｔｏｒｒとし、成長温度を８００
〜１２００℃、例えば、１１３０℃とした状態で、厚さ
１０〜３００ｎｍ、例えば、１００ｎｍで、不純物濃度
が１．０×１０17〜５．０×１０19ｃｍ-3、例えば、５
×１０19ｃｍ-3のｐ型ＧａＮ光ガイド層１７を成長させ
る。
【００３１】引き続いて、ＴＭＡｌ、ＴＭＧａ、アンモ
ニア、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム、及び、
キャリアガスとしてのＮ2 を用いて、成長圧力を７０〜
７６０Ｔｏｒｒ、例えば、１００Ｔｏｒｒとし、成長温
度を８００〜１２００℃、例えば、９５０℃とした状態
で、厚さ０．１〜２．０μｍ、例えば、０．５５μｍ
で、不純物濃度が１．０×１０17〜５．０×１０19ｃｍ
-3、例えば、５．０×１０18ｃｍ-3のｐ型Ａｌ0.09Ｇａ
0.91Ｎクラッド層１８を成長させる。
ニア、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム、及び、
キャリアガスとしてのＮ2 を用いて、成長圧力を７０〜
７６０Ｔｏｒｒ、例えば、１００Ｔｏｒｒとし、成長温
度を８００〜１２００℃、例えば、９５０℃とした状態
で、厚さ０．１〜２．０μｍ、例えば、０．５５μｍ
で、不純物濃度が１．０×１０17〜５．０×１０19ｃｍ
-3、例えば、５．０×１０18ｃｍ-3のｐ型Ａｌ0.09Ｇａ
0.91Ｎクラッド層１８を成長させる。
【００３２】引き続いて、ＴＭＧａ、アンモニア、ビス
シクロペンタジエニルマグネシウム、及び、キャリアガ
スとしてのＮ2 を用いて、成長圧力を７０〜７６０Ｔｏ
ｒｒ、例えば、１００Ｔｏｒｒとし、成長温度を８００
〜１２００℃、例えば、９３０℃とした状態で、厚さ
０．１〜２．０μｍ、例えば、０．０５μｍ（５０ｎ
ｍ）で、不純物濃度が１．０×１０17〜３．０×１０20
ｃｍ-3、例えば、５．０×１０19ｃｍ-3のｐ型ＧａＮコ
ンタクト層１９を成長させる。
シクロペンタジエニルマグネシウム、及び、キャリアガ
スとしてのＮ2 を用いて、成長圧力を７０〜７６０Ｔｏ
ｒｒ、例えば、１００Ｔｏｒｒとし、成長温度を８００
〜１２００℃、例えば、９３０℃とした状態で、厚さ
０．１〜２．０μｍ、例えば、０．０５μｍ（５０ｎ
ｍ）で、不純物濃度が１．０×１０17〜３．０×１０20
ｃｍ-3、例えば、５．０×１０19ｃｍ-3のｐ型ＧａＮコ
ンタクト層１９を成長させる。
【００３３】次いで、ドライ・エッチングを用いて、ｐ
型ＧａＮコンタクト層１９及びｐ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎ
クラッド層１８をメサエッチングすることによって、例
えば、幅が４μｍで、高さが０．５μｍのストライプ状
メサ２０を形成する。
型ＧａＮコンタクト層１９及びｐ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎ
クラッド層１８をメサエッチングすることによって、例
えば、幅が４μｍで、高さが０．５μｍのストライプ状
メサ２０を形成する。
【００３４】次いで、ストライプ状メサ２０を覆うよう
にＳｉＯ2 膜２１を形成したのち、ストライプ状の開口
部を形成し、厚さが、例えば、１５０ｎｍのＮｉ，７０
ｎｍのＡｕ，５０ｎｍのＴｉ，４５００ｎｍのＡｕを順
次堆積させることによってｐ側電極２２を形成する。
にＳｉＯ2 膜２１を形成したのち、ストライプ状の開口
部を形成し、厚さが、例えば、１５０ｎｍのＮｉ，７０
ｎｍのＡｕ，５０ｎｍのＴｉ，４５００ｎｍのＡｕを順
次堆積させることによってｐ側電極２２を形成する。
【００３５】次いで、ｎ型ＳｉＣ基板１１の裏面に成長
させたｎ型ＧａＮ層１２の表面にｎ側電極２３として、
厚さが、例えば、２５ｎｍのＴｉ，２２０ｎｍのＡｌ，
６０ｎｍのＮｉ，５０ｎｍのＡｕを順次堆積させたの
ち、５００〜８００℃、例えば、６００℃で、２分間熱
処理することによってオーミックコンタクト化する。な
お、この場合の熱処理温度は、ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層
１５の成長温度よりも低くする。
させたｎ型ＧａＮ層１２の表面にｎ側電極２３として、
厚さが、例えば、２５ｎｍのＴｉ，２２０ｎｍのＡｌ，
６０ｎｍのＮｉ，５０ｎｍのＡｕを順次堆積させたの
ち、５００〜８００℃、例えば、６００℃で、２分間熱
処理することによってオーミックコンタクト化する。な
お、この場合の熱処理温度は、ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層
１５の成長温度よりも低くする。
【００３６】次いで、（１−１００）面を劈開面とし
て、共振器長Ｌが、例えば、７００μｍとなるように劈
開することによってナイトライド系半導体レーザアレイ
を作成し、さらに、チップに分割することによってナイ
トライド系半導体レーザが完成する。このレーザチップ
をｐ側電極２２を上面（ｐサイド・アップ）にしてステ
ムのボンディングする。なお、本明細書においては、明
細書作成上の都合により、結晶方位を示す指数の内、通
常は“１バー”等で表記される指数を“−１”で表す。
て、共振器長Ｌが、例えば、７００μｍとなるように劈
開することによってナイトライド系半導体レーザアレイ
を作成し、さらに、チップに分割することによってナイ
トライド系半導体レーザが完成する。このレーザチップ
をｐ側電極２２を上面（ｐサイド・アップ）にしてステ
ムのボンディングする。なお、本明細書においては、明
細書作成上の都合により、結晶方位を示す指数の内、通
常は“１バー”等で表記される指数を“−１”で表す。
【００３７】図３参照 図３は、上記の第１の実施の形態のナイトライド系半導
体レーザのｎ側電極の接触抵抗の熱処理温度依存性を示
す図であり、５００〜８００℃の熱処理を施すことによ
って、接触抵抗が約３×１０-4Ωｃｍ2 程度と良好なオ
ーミックコンタクト性を示している。一方、従来の様に
ｎ型ＳｉＣ基板にｎ側電極を直接設けた場合には、９０
０〜１０００℃の高温で熱処理を行わないと、良好なオ
ーミックコンタクト性が得られない。
体レーザのｎ側電極の接触抵抗の熱処理温度依存性を示
す図であり、５００〜８００℃の熱処理を施すことによ
って、接触抵抗が約３×１０-4Ωｃｍ2 程度と良好なオ
ーミックコンタクト性を示している。一方、従来の様に
ｎ型ＳｉＣ基板にｎ側電極を直接設けた場合には、９０
０〜１０００℃の高温で熱処理を行わないと、良好なオ
ーミックコンタクト性が得られない。
【００３８】この様に、本発明の第１の実施の形態にお
いては、レーザ構造を成長する前に、ｎ型ＳｉＣ基板１
１の裏面にｎ型ＧａＮ層１２を成長させているので、ｎ
側電極のアロイ化工程はｎ型ＧａＮ層１２に対して行わ
れ、従来よりもかなり低温でのオーミックコンタクト化
が可能になり、オーミックコンタクト化のための熱処理
工程によってＩｎＧａＮＭＱＷ活性層１５が劣化するこ
とがない。
いては、レーザ構造を成長する前に、ｎ型ＳｉＣ基板１
１の裏面にｎ型ＧａＮ層１２を成長させているので、ｎ
側電極のアロイ化工程はｎ型ＧａＮ層１２に対して行わ
れ、従来よりもかなり低温でのオーミックコンタクト化
が可能になり、オーミックコンタクト化のための熱処理
工程によってＩｎＧａＮＭＱＷ活性層１５が劣化するこ
とがない。
【００３９】次に、図４を参照して、本発明の第２の実
施の形態を説明するが、レーザ構造の成長工程は、上記
の第１の実施の形態と全く同様であるので、詳細な製造
工程の説明は省略する。 図４（ａ）参照 まず、上記の第１の実施の形態と同様に、改良レイリー
法によってバルク成長した（０００１）面、即ち、ｃ面
を主面とする六方晶の６Ｈ−ＳｉＣからなる窒素ドープ
ｎ型ＳｉＣ基板１１上に、ｎ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎバッ
ファ層（図示を省略）、ｎ型ＧａＮ中間層（図示を省
略）、ｎ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎクラッド層１３、ｎ型Ｇ
ａＮ光ガイド層１４、ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層１５、ｐ
型Ａｌ0.18Ｇａ0.82Ｎエレクトロンブロック層１６、ｐ
型ＧａＮ光ガイド層１７、ｐ型Ａｌ 0.09Ｇａ0.91Ｎクラ
ッド層１８、及び、ｐ型ＧａＮコンタクト層１９を順次
成長させる。
施の形態を説明するが、レーザ構造の成長工程は、上記
の第１の実施の形態と全く同様であるので、詳細な製造
工程の説明は省略する。 図４（ａ）参照 まず、上記の第１の実施の形態と同様に、改良レイリー
法によってバルク成長した（０００１）面、即ち、ｃ面
を主面とする六方晶の６Ｈ−ＳｉＣからなる窒素ドープ
ｎ型ＳｉＣ基板１１上に、ｎ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎバッ
ファ層（図示を省略）、ｎ型ＧａＮ中間層（図示を省
略）、ｎ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎクラッド層１３、ｎ型Ｇ
ａＮ光ガイド層１４、ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層１５、ｐ
型Ａｌ0.18Ｇａ0.82Ｎエレクトロンブロック層１６、ｐ
型ＧａＮ光ガイド層１７、ｐ型Ａｌ 0.09Ｇａ0.91Ｎクラ
ッド層１８、及び、ｐ型ＧａＮコンタクト層１９を順次
成長させる。
【００４０】次いで、ドライ・エッチングを用いて、ｐ
型ＧａＮコンタクト層１９及びｐ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎ
クラッド層１８をメサエッチングすることによって、例
えば、幅が４μｍで、高さが０．５μｍのストライプ状
メサ２０を形成し、次いで、ストライプ状メサ２０を覆
うようにＳｉＯ2 膜２１を形成したのち、ストライプ状
の開口部を形成し、厚さが、例えば、１５０ｎｍのＮ
ｉ，７０ｎｍのＡｕ，５０ｎｍのＴｉ，４５００ｎｍの
Ａｕを順次堆積させることによってｐ側電極２２を形成
する。
型ＧａＮコンタクト層１９及びｐ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎ
クラッド層１８をメサエッチングすることによって、例
えば、幅が４μｍで、高さが０．５μｍのストライプ状
メサ２０を形成し、次いで、ストライプ状メサ２０を覆
うようにＳｉＯ2 膜２１を形成したのち、ストライプ状
の開口部を形成し、厚さが、例えば、１５０ｎｍのＮ
ｉ，７０ｎｍのＡｕ，５０ｎｍのＴｉ，４５００ｎｍの
Ａｕを順次堆積させることによってｐ側電極２２を形成
する。
【００４１】図４（ｂ）参照 次いで、ｎ型ＳｉＣ基板の裏面を研磨して厚さを、例え
ば、１００ｎｍとしたのち、ｎ型ＳｉＣ基板１１の裏面
上に、電子ビーム蒸着法によって、室温〜２００℃の温
度、例えば、室温においてＧａＮを蒸着することによっ
て、厚さが、１０〜５００ｎｍ、例えば、１００ｎｍの
ＧａＮ蒸着層２４を堆積させる。この場合のＧａＮ蒸着
層２４は、メタリックな多結晶状態になり、ノン・ドー
プでもｎ型の導電性を示と考えられるが、ｎ型不純物を
ドープしても良い。
ば、１００ｎｍとしたのち、ｎ型ＳｉＣ基板１１の裏面
上に、電子ビーム蒸着法によって、室温〜２００℃の温
度、例えば、室温においてＧａＮを蒸着することによっ
て、厚さが、１０〜５００ｎｍ、例えば、１００ｎｍの
ＧａＮ蒸着層２４を堆積させる。この場合のＧａＮ蒸着
層２４は、メタリックな多結晶状態になり、ノン・ドー
プでもｎ型の導電性を示と考えられるが、ｎ型不純物を
ドープしても良い。
【００４２】次いで、ｎ型ＳｉＣ基板１１の裏面に堆積
させたＧａＮ蒸着層２４の表面にｎ側電極２３として、
厚さが、例えば、２０ｎｍのＴｉ，２００ｎｍのＡｌを
順次堆積させたのち、５００〜８００℃で熱処理するこ
とによってオーミックコンタクト化する。なお、この場
合の熱処理温度も、ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層１５の成長
温度よりも低くする。
させたＧａＮ蒸着層２４の表面にｎ側電極２３として、
厚さが、例えば、２０ｎｍのＴｉ，２００ｎｍのＡｌを
順次堆積させたのち、５００〜８００℃で熱処理するこ
とによってオーミックコンタクト化する。なお、この場
合の熱処理温度も、ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層１５の成長
温度よりも低くする。
【００４３】次いで、（１−１００）面を劈開面とし
て、共振器長Ｌが、例えば、７００μｍとなるように劈
開することによってナイトライド系半導体レーザアレイ
を作成し、さらに、チップに分割することによってナイ
トライド系半導体レーザが完成する。このレーザチップ
をｐ側電極２２を上面（ｐサイド・アップ）にしてステ
ムのボンディングする。
て、共振器長Ｌが、例えば、７００μｍとなるように劈
開することによってナイトライド系半導体レーザアレイ
を作成し、さらに、チップに分割することによってナイ
トライド系半導体レーザが完成する。このレーザチップ
をｐ側電極２２を上面（ｐサイド・アップ）にしてステ
ムのボンディングする。
【００４４】この様に、本発明の第２の実施の形態にお
いては、接触抵抗を低減するためのＧａＮ層を低温で成
膜が可能な電子ビーム蒸着法によって形成しているの
で、レーザ構造を形成したのちに堆積させることがで
き、また、元々多結晶状態で堆積するのでＡｌ0.09Ｇａ
0.91Ｎバッファ層は不要となる。
いては、接触抵抗を低減するためのＧａＮ層を低温で成
膜が可能な電子ビーム蒸着法によって形成しているの
で、レーザ構造を形成したのちに堆積させることがで
き、また、元々多結晶状態で堆積するのでＡｌ0.09Ｇａ
0.91Ｎバッファ層は不要となる。
【００４５】次に、図５を参照して、本発明の第３の実
施の形態を説明するが、レーザ構造の成長工程は、上記
の第１の実施の形態と全く同様であるので、詳細な製造
工程の説明は省略する。 図５（ａ）参照 まず、上記の第１の実施の形態と同様に、改良レイリー
法によってバルク成長した（０００１）面、即ち、ｃ面
を主面とする六方晶の６Ｈ−ＳｉＣからなる窒素ドープ
ｎ型ＳｉＣ基板１１上に、ｎ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎバッ
ファ層（図示を省略）、ｎ型ＧａＮ中間層（図示を省
略）、ｎ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎクラッド層１３、ｎ型Ｇ
ａＮ光ガイド層１４、ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層１５、ｐ
型Ａｌ0.18Ｇａ0.82Ｎエレクトロンブロック層１６、ｐ
型ＧａＮ光ガイド層１７、ｐ型Ａｌ 0.09Ｇａ0.91Ｎクラ
ッド層１８、及び、ｐ型ＧａＮコンタクト層１９を順次
成長させる。
施の形態を説明するが、レーザ構造の成長工程は、上記
の第１の実施の形態と全く同様であるので、詳細な製造
工程の説明は省略する。 図５（ａ）参照 まず、上記の第１の実施の形態と同様に、改良レイリー
法によってバルク成長した（０００１）面、即ち、ｃ面
を主面とする六方晶の６Ｈ−ＳｉＣからなる窒素ドープ
ｎ型ＳｉＣ基板１１上に、ｎ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎバッ
ファ層（図示を省略）、ｎ型ＧａＮ中間層（図示を省
略）、ｎ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎクラッド層１３、ｎ型Ｇ
ａＮ光ガイド層１４、ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層１５、ｐ
型Ａｌ0.18Ｇａ0.82Ｎエレクトロンブロック層１６、ｐ
型ＧａＮ光ガイド層１７、ｐ型Ａｌ 0.09Ｇａ0.91Ｎクラ
ッド層１８、及び、ｐ型ＧａＮコンタクト層１９を順次
成長させる。
【００４６】図５（ｂ）参照 次いで、ｎ型ＳｉＣ基板の裏面を研磨して厚さを、例え
ば、１００ｎｍとしたのち、ｎ型ＳｉＣ基板１１の裏面
上に、再びＭＯＣＶＤ法によって、ＴＭＧａ、アンモニ
ア、ドーパント源としてＳｉＨ4 、及び、キャリアガス
として水素を用いて、成長圧力を７０〜７６０Ｔｏｒ
ｒ、例えば、１００Ｔｏｒｒとし、成長温度を４００〜
８００℃、例えば、６００℃とした状態で、厚さが、１
０〜５００ｎｍのｎ型ＡｌＧａＮ／ＧａＮ低温成長層２
５を堆積させる。なお、この場合のｎ型ＡｌＧａＮ／Ｇ
ａＮ低温成長層２５の成長温度も、ＩｎＧａＮＭＱＷ活
性層１５の成長温度より低くする。
ば、１００ｎｍとしたのち、ｎ型ＳｉＣ基板１１の裏面
上に、再びＭＯＣＶＤ法によって、ＴＭＧａ、アンモニ
ア、ドーパント源としてＳｉＨ4 、及び、キャリアガス
として水素を用いて、成長圧力を７０〜７６０Ｔｏｒ
ｒ、例えば、１００Ｔｏｒｒとし、成長温度を４００〜
８００℃、例えば、６００℃とした状態で、厚さが、１
０〜５００ｎｍのｎ型ＡｌＧａＮ／ＧａＮ低温成長層２
５を堆積させる。なお、この場合のｎ型ＡｌＧａＮ／Ｇ
ａＮ低温成長層２５の成長温度も、ＩｎＧａＮＭＱＷ活
性層１５の成長温度より低くする。
【００４７】以降は、上記の第１の実施の形態と同様
に、ドライ・エッチングを用いて、ｐ型ＧａＮコンタク
ト層１９及びｐ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎクラッド層１８を
メサエッチングすることによって、例えば、幅が４μｍ
で、高さが０．５μｍのストライプ状メサ２０を形成
し、次いで、ストライプ状メサ２０を覆うようにＳｉＯ
2膜２１を形成したのち、ストライプ状の開口部を形成
し、厚さが、例えば、１５０ｎｍのＮｉ，７０ｎｍのＡ
ｕ，５０ｎｍのＴｉ，４５００ｎｍのＡｕを順次堆積さ
せることによってｐ側電極２２を形成する。
に、ドライ・エッチングを用いて、ｐ型ＧａＮコンタク
ト層１９及びｐ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎクラッド層１８を
メサエッチングすることによって、例えば、幅が４μｍ
で、高さが０．５μｍのストライプ状メサ２０を形成
し、次いで、ストライプ状メサ２０を覆うようにＳｉＯ
2膜２１を形成したのち、ストライプ状の開口部を形成
し、厚さが、例えば、１５０ｎｍのＮｉ，７０ｎｍのＡ
ｕ，５０ｎｍのＴｉ，４５００ｎｍのＡｕを順次堆積さ
せることによってｐ側電極２２を形成する。
【００４８】次いで、ｎ型ＳｉＣ基板１１の裏面に成長
させたｎ型ＧａＮ低温成長層の表面にｎ側電極２３とし
て、厚さが、例えば、２５ｎｍのＴｉ，２２０ｎｍのＡ
ｌ，６０ｎｍのＮｉ，５０ｎｍのＡｕを順次堆積させた
のち、５００〜８００℃、例えば、６００℃で、２分間
熱処理することによってオーミックコンタクト化する。
なお、この場合の熱処理温度も、ＩｎＧａＮＭＱＷ活性
層１５の成長温度よりも低くする。
させたｎ型ＧａＮ低温成長層の表面にｎ側電極２３とし
て、厚さが、例えば、２５ｎｍのＴｉ，２２０ｎｍのＡ
ｌ，６０ｎｍのＮｉ，５０ｎｍのＡｕを順次堆積させた
のち、５００〜８００℃、例えば、６００℃で、２分間
熱処理することによってオーミックコンタクト化する。
なお、この場合の熱処理温度も、ＩｎＧａＮＭＱＷ活性
層１５の成長温度よりも低くする。
【００４９】次いで、（１−１００）面を劈開面とし
て、共振器長Ｌが、例えば、７００μｍとなるように劈
開することによってナイトライド系半導体レーザアレイ
を作成し、さらに、チップに分割することによってナイ
トライド系半導体レーザが完成する。このレーザチップ
をｐ側電極２２を上面（ｐサイド・アップ）にしてステ
ムのボンディングする。
て、共振器長Ｌが、例えば、７００μｍとなるように劈
開することによってナイトライド系半導体レーザアレイ
を作成し、さらに、チップに分割することによってナイ
トライド系半導体レーザが完成する。このレーザチップ
をｐ側電極２２を上面（ｐサイド・アップ）にしてステ
ムのボンディングする。
【００５０】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、本発明は上記の各実施の形態の構成に限られるも
のではなく、各種の変更が可能である。例えば、各実施
の形態においては、ｎ側電極を接触させる層としてＧａ
Ｎ層を用いているが、ＧａＮ層に限られるものではな
く、Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎ層（但し、０≦ｘ，ｙ≦
１）を用いても良いものである。
たが、本発明は上記の各実施の形態の構成に限られるも
のではなく、各種の変更が可能である。例えば、各実施
の形態においては、ｎ側電極を接触させる層としてＧａ
Ｎ層を用いているが、ＧａＮ層に限られるものではな
く、Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎ層（但し、０≦ｘ，ｙ≦
１）を用いても良いものである。
【００５１】また、上記の第１及び第３の実施の形態に
おいては、ｎ側電極として、低抵抗性が良好なＴｉ／Ａ
ｌ／Ｎｉ／Ａｕからなる４層構造の電極を用いており、
一方、上記の第２の実施の形態においては、ｎ側電極と
してＴｉ／Ａｌの２層構造の電極を用いているが、第１
及び第３の実施の形態においてもＴｉ／Ａｌの２層構造
の電極を用いても良いものであり、逆に、第２の実施の
形態においても、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕからなる４層
構造の電極を用いても良いものである。
おいては、ｎ側電極として、低抵抗性が良好なＴｉ／Ａ
ｌ／Ｎｉ／Ａｕからなる４層構造の電極を用いており、
一方、上記の第２の実施の形態においては、ｎ側電極と
してＴｉ／Ａｌの２層構造の電極を用いているが、第１
及び第３の実施の形態においてもＴｉ／Ａｌの２層構造
の電極を用いても良いものであり、逆に、第２の実施の
形態においても、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕからなる４層
構造の電極を用いても良いものである。
【００５２】また、上記の第１の実施の形態において
は、ｎ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎ層及びＧａＮ層を９２０℃
程度の高温で成長しているが、上記の第３の実施の形態
と同様に、低温成長層であっても良いものである。
は、ｎ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎ層及びＧａＮ層を９２０℃
程度の高温で成長しているが、上記の第３の実施の形態
と同様に、低温成長層であっても良いものである。
【００５３】また、上記の各実施の形態においては、レ
ーザ構造をエレクトロンブロック層を有するＭＱＷ構造
として説明しているが、レーザ構造はこの様な構造に限
られるものではなく、ＳＱＷ（単一量子井戸構造）であ
っても良いし、または、エレクトロンブロック層を設け
なくても良いし、さらに、光ガイド層としてノン・ドー
プ層を用いても良いものであり、さらに、ストライプ構
造としても、ｐ側成長をメサエッチングすることなく、
ストライプ状のｐ側電極を設けても良いものである。
ーザ構造をエレクトロンブロック層を有するＭＱＷ構造
として説明しているが、レーザ構造はこの様な構造に限
られるものではなく、ＳＱＷ（単一量子井戸構造）であ
っても良いし、または、エレクトロンブロック層を設け
なくても良いし、さらに、光ガイド層としてノン・ドー
プ層を用いても良いものであり、さらに、ストライプ構
造としても、ｐ側成長をメサエッチングすることなく、
ストライプ状のｐ側電極を設けても良いものである。
【００５４】また、上記の各実施の形態の説明において
は、基板としてｎ型ＳｉＣ基板を用いているが、ｐ型Ｓ
ｉＣ基板を用いても良いものであり、この場合には、ｐ
型ＳｉＣ基板上に、最上部の成長層がｎ型となるように
レーザ構造を成長させるとともに、ｐ型ＳｉＣ基板の裏
面にｐ型Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎ層を成長させれば良
く、特に、電子ビーム蒸着法を用いる場合には、ｐ型層
になるようにｐ型不純物をドープする必要がある。
は、基板としてｎ型ＳｉＣ基板を用いているが、ｐ型Ｓ
ｉＣ基板を用いても良いものであり、この場合には、ｐ
型ＳｉＣ基板上に、最上部の成長層がｎ型となるように
レーザ構造を成長させるとともに、ｐ型ＳｉＣ基板の裏
面にｐ型Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎ層を成長させれば良
く、特に、電子ビーム蒸着法を用いる場合には、ｐ型層
になるようにｐ型不純物をドープする必要がある。
【００５５】また、上記の各実施の形態においては、半
導体レーザとして説明しているが、半導体レーザに限ら
れるものではなく、高輝度発光短波長発光ダイオード等
の他の半導体発光素子も対象とするものである。
導体レーザとして説明しているが、半導体レーザに限ら
れるものではなく、高輝度発光短波長発光ダイオード等
の他の半導体発光素子も対象とするものである。
【００５６】
【発明の効果】本発明によれば、ＳｉＣ基板を用いたナ
イトライド系化合物半導体からなる多重量子井戸構造半
導体レーザ等の半導体発光素子の基板側の電極を形成す
る際に、ＳｉＣ基板の裏面にＧａＮ層等の半導体層を設
けているので、活性層或いは発光層の成長温度より低温
でオーミックコンタクト化が可能になり、それによっ
て、活性層或いは発光層が劣化することがないので、し
きい値電流密度Ｊthが低減するとともに、低消費電力化
が可能になり、また、信頼性が向上するので、デジタル
記憶装置等の光源としてその高密度化に寄与するところ
が大きい。
イトライド系化合物半導体からなる多重量子井戸構造半
導体レーザ等の半導体発光素子の基板側の電極を形成す
る際に、ＳｉＣ基板の裏面にＧａＮ層等の半導体層を設
けているので、活性層或いは発光層の成長温度より低温
でオーミックコンタクト化が可能になり、それによっ
て、活性層或いは発光層が劣化することがないので、し
きい値電流密度Ｊthが低減するとともに、低消費電力化
が可能になり、また、信頼性が向上するので、デジタル
記憶装置等の光源としてその高密度化に寄与するところ
が大きい。
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の製造工程の説明図
である。
である。
【図３】本発明の第１の実施の形態によるｎ側電極の接
触抵抗の説明図である。
触抵抗の説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の製造工程の説明図
である。
である。
【図５】本発明の第３の実施の形態の製造工程の説明図
である。
である。
【図６】従来のナイトライド系化合物半導体レーザの概
略的断面図である。
略的断面図である。
１１ ｎ型ＳｉＣ基板 １２ ｎ型ＧａＮ層 １３ ｎ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎクラッド層 １４ ｎ型ＧａＮ光ガイド層 １５ ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層 １６ ｐ型Ａｌ0.18Ｇａ0.82Ｎエレクトロンブロック層 １７ ｐ型ＧａＮ光ガイド層 １８ ｐ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎクラッド層 １９ ｐ型ＧａＮコンタクト層 ２０ ストライプ状メサ ２１ ＳｉＯ2 膜 ２２ ｐ側電極 ２３ ｎ側電極 ２４ ＧａＮ蒸着層 ２５ ｎ型ＡｌＧａＮ／ＧａＮ低温成長層 ３１ ｎ型ＳｉＣ基板 ３２ ｎ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎクラッド層 ３３ ｎ型ＧａＮ光ガイド層 ３４ ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層 ３５ ｐ型Ａｌ0.18Ｇａ0.82Ｎエレクトロンブロック層 ３６ ｐ型ＧａＮ光ガイド層 ３７ ｐ型Ａｌ0.09Ｇａ0.91Ｎクラッド層 ３８ ｐ型ＧａＮコンタクト層 ３９ ストライプ状メサ ４０ ＳｉＯ2 膜 ４１ ｐ側電極 ４２ ｎ側電極
Claims (4)
- 【請求項１】 一導電型ＳｉＣ基板の一方の主面上に少
なくとも発光層を含むナイトライド系化合物半導体層を
設けた半導体発光素子において、前記一導電型ＳｉＣ基
板の他方の主面と基板側電極との間に半導体層を設けた
ことを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項２】 一導電型ＳｉＣ基板の一方の主面に一導
電型ナイトライド系半導体層をエピタキシャル成長させ
たのち、前記一導電型ＳｉＣ基板の他方の主面に少なく
とも発光層を含むナイトライド系化合物半導体層をエピ
タキシャルさせ、次いで、前記一導電型ナイトライド系
半導体層上に基板側電極を形成することを特徴とする半
導体発光素子の製造方法。 - 【請求項３】 一導電型ＳｉＣ基板の一方の主面に少な
くとも発光層を含むナイトライド系化合物半導体層をエ
ピタキシャル成長させたのち、前記一導電型ＳｉＣ基板
の他方の主面にナイトライド系半導体層を蒸着し、次い
で、前記ナイトライド系半導体層上に基板側電極を形成
することを特徴とする半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項４】 一導電型ＳｉＣ基板の一方の主面に少な
くとも発光層を含むナイトライド系化合物半導体層をエ
ピタキシャル成長させたのち、前記一導電型ＳｉＣ基板
の他方の主面に一導電型ナイトライド系半導体層を前記
発光層の成長温度より低温でエピタキシャル成長させ、
次いで、前記一導電型ナイトライド系半導体層上に基板
側電極を形成することを特徴とする半導体発光素子の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13949199A JP4481385B2 (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13949199A JP4481385B2 (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000332365A true JP2000332365A (ja) | 2000-11-30 |
| JP4481385B2 JP4481385B2 (ja) | 2010-06-16 |
Family
ID=15246510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13949199A Expired - Lifetime JP4481385B2 (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4481385B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006040932A (ja) * | 2004-07-22 | 2006-02-09 | Mitsubishi Electric Corp | 窒化物半導体装置およびその製造方法 |
| JP2006173621A (ja) * | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Palo Alto Research Center Inc | 半導体レーザ |
| KR101136243B1 (ko) * | 2006-03-08 | 2012-04-17 | 엘지전자 주식회사 | 레이저 다이오드 제조방법 |
| KR101136239B1 (ko) | 2006-03-08 | 2012-04-17 | 엘지전자 주식회사 | 레이저 다이오드 제조방법 |
| TWI402997B (zh) * | 2003-08-14 | 2013-07-21 | Cree Inc | 金屬-碳化矽歐姆接觸之局部退火及所形成之裝置 |
| CN113707772A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-11-26 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 一种降低位错密度的led外延片制作方法 |
-
1999
- 1999-05-20 JP JP13949199A patent/JP4481385B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI402997B (zh) * | 2003-08-14 | 2013-07-21 | Cree Inc | 金屬-碳化矽歐姆接觸之局部退火及所形成之裝置 |
| US9608166B2 (en) | 2003-08-14 | 2017-03-28 | Cree, Inc. | Localized annealing of metal-silicon carbide ohmic contacts and devices so formed |
| JP2006040932A (ja) * | 2004-07-22 | 2006-02-09 | Mitsubishi Electric Corp | 窒化物半導体装置およびその製造方法 |
| JP2006173621A (ja) * | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Palo Alto Research Center Inc | 半導体レーザ |
| KR101136243B1 (ko) * | 2006-03-08 | 2012-04-17 | 엘지전자 주식회사 | 레이저 다이오드 제조방법 |
| KR101136239B1 (ko) | 2006-03-08 | 2012-04-17 | 엘지전자 주식회사 | 레이저 다이오드 제조방법 |
| CN113707772A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-11-26 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 一种降低位错密度的led外延片制作方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4481385B2 (ja) | 2010-06-16 |
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