JP2002335053A - Semiconductor laser, manufacturing method thereof, semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor laser, manufacturing method thereof, semiconductor device and manufacturing method thereof

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JP2002335053A
JP2002335053A JP2001191614A JP2001191614A JP2002335053A JP 2002335053 A JP2002335053 A JP 2002335053A JP 2001191614 A JP2001191614 A JP 2001191614A JP 2001191614 A JP2001191614 A JP 2001191614A JP 2002335053 A JP2002335053 A JP 2002335053A
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智公 日野
Takeshi Tojo
剛 東條
Masao Ikeda
昌夫 池田
Yoshio Ofuji
良夫 大藤
Shiro Uchida
史朗 内田
Shigetaka Tomitani
茂隆 冨谷
Etsuo Morita
悦男 森田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To readily manufacture a semiconductor laser using a nitride III-V compound semiconductor whose operation current increases extremely little during energization, life is long and deterioration is extremely little over aging. SOLUTION: After an edge faced of a resonator of a semiconductor laser is formed wherein a nitride III-V compound semiconductor is used, a process for exposing a resonator edge to a plasma atmosphere of inert gas or heating it at a temperature of 30 deg.C or higher and 700 deg.C or lower in vacuum or inert gas atmosphere, and a process for exposing a resonator edge to a plasma atmosphere of inert gas, are carried out, or a resonator edge face is exposed to plasma atmosphere of inert gas at a temperature of 30 deg.C or higher and 700 deg.C or lower. After these treatments, edge face coating is performed for a resonator edge. Alternately, edge coating is performed for a resonator edge via an adhesion layer.

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】この発明は、半導体レーザの
製造方法、半導体レーザ、半導体装置の製造方法および
半導体装置に関し、特に、窒化物系III−V族化合物
半導体を用いた半導体レーザや発光ダイオードあるいは
電子走行素子の製造に適用して好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor laser, a semiconductor laser, a method for manufacturing a semiconductor device, and a semiconductor device, and more particularly, to a semiconductor laser, a light emitting diode, or a semiconductor laser using a nitride III-V compound semiconductor. It is suitable for application to the manufacture of an electron transit element.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光ディスクの高密度化に必要であ
る青色領域から紫外線領域におよぶ発光が可能な半導体
レーザとして、AlGaInNなどの窒化物系III−
V族化合物半導体を用いた半導体レーザの研究開発が盛
んに行われており、最近では、実用化に向けて寿命およ
び特性のより一層の向上に努力が払われている。
2. Description of the Related Art In recent years, as a semiconductor laser capable of emitting light from a blue region to an ultraviolet region, which is necessary for increasing the density of an optical disk, a nitride III-based laser such as AlGaInN has been used.
Research and development of semiconductor lasers using group V compound semiconductors have been actively conducted, and recently efforts have been made to further improve the life and characteristics for practical use.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現状で
は、窒化物系III−V族化合物半導体を用いた半導体
レーザにおいては、通電中の動作電流の増加が観測され
る。この通電中の動作電流の増加は半導体レーザの寿命
を決定する重要な要因の一つであり、その抑制が望まれ
るものである。
However, at present, an increase in operating current during energization is observed in a semiconductor laser using a nitride III-V compound semiconductor. This increase in operating current during energization is one of the important factors that determine the life of the semiconductor laser, and its suppression is desired.

【0004】したがって、この発明が解決しようとする
課題は、通電中の動作電流の増加が極めて少なく、長寿
命で経時変化も極めて少ない、窒化物系III−V族化
合物半導体を用いた半導体レーザを容易に製造すること
ができる半導体レーザの製造方法を提供することにあ
る。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor laser using a nitride-based III-V compound semiconductor, which has a very small increase in operating current during energization, a long life and an extremely small change with time. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor laser which can be easily manufactured.

【0005】この発明が解決しようとする他の課題は、
通電中の動作電流の増加が極めて少なく、長寿命で経時
変化も極めて少ない、窒化物系III−V族化合物半導
体を用いた半導体レーザおよびその製造方法を提供する
ことにある。
Another problem to be solved by the present invention is that
An object of the present invention is to provide a semiconductor laser using a nitride-based III-V compound semiconductor, which has a very small increase in operating current during energization, has a long life, and has very little change over time, and a method for manufacturing the same.

【0006】より一般的には、この発明が解決しようと
する課題は、通電中の動作電流の増加が極めて少なく、
長寿命で経時変化も極めて少ない、III−V族化合物
半導体やその他の半導体を用いた半導体レーザおよびそ
の製造方法を提供することにある。
[0006] More generally, the problem to be solved by the present invention is that the increase in operating current during energization is extremely small.
It is an object of the present invention to provide a semiconductor laser using a group III-V compound semiconductor or another semiconductor which has a long life and extremely little change with time, and a method for manufacturing the same.

【0007】さらに一般的には、この発明が解決しよう
とする課題は、窒化物系III−V族化合物半導体を加
工することにより形成される端面の改善を図ることがで
きるとともに、この端面に端面コーティングを施す場合
にその密着性の向上を図ることができる半導体装置の製
造方法を提供することにある。
More generally, an object to be solved by the present invention is to improve an end face formed by processing a nitride III-V compound semiconductor, and to provide an end face on this end face. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of improving the adhesion when coating is performed.

【0008】この発明が解決しようとする他の課題は、
窒化物系III−V族化合物半導体を加工することによ
り形成される端面の改善を図ることができるとともに、
この端面に端面コーティングを施す場合にその密着性の
向上を図ることができる半導体装置およびその製造方法
を提供することにある。
Another problem to be solved by the present invention is that
An end face formed by processing a nitride-based III-V compound semiconductor can be improved, and
It is an object of the present invention to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same, which can improve the adhesion when the end face is coated with the end face.

【0009】この発明が解決しようとする他の課題は、
III−V族化合物半導体やその他の半導体を加工する
ことにより形成される端面の改善を図ることができると
ともに、この端面に端面コーティングを施す場合にその
密着性の向上を図ることができる半導体装置およびその
製造方法を提供することにある。
[0009] Another problem to be solved by the present invention is as follows.
A semiconductor device capable of improving an end face formed by processing a III-V compound semiconductor or another semiconductor, and improving the adhesion when the end face is coated with the end face; It is to provide a manufacturing method thereof.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意検討を行った。その概要について説
明すると、次のとおりである。すなわち、本発明者は、
種々実験を行って検討を行った結果、窒化物系III−
V族化合物半導体を用いた半導体レーザにおける通電中
の動作電流の上昇は、共振器の端面付近が破壊される、
いわゆる端面劣化が最大の要因であることを見い出し
た。ここで、窒化物系III−V族化合物半導体を用い
た半導体レーザにおいては、端面劣化あるいは光学損傷
(COD;catastrophic optical damage)については、
これまでほとんど報告されていないのが実情である。
Means for Solving the Problems The present inventor has made intensive studies to solve the above-mentioned problems. The outline is as follows. That is, the present inventor:
As a result of various experiments and investigations, it was found that the nitride III-
An increase in operating current during energization in a semiconductor laser using a group V compound semiconductor destroys the vicinity of the end face of the resonator.
It has been found that so-called end face deterioration is the biggest factor. Here, in a semiconductor laser using a nitride-based III-V compound semiconductor, end face degradation or optical damage (COD; catastrophic optical damage)
The fact is that it has hardly been reported so far.

【0011】この端面劣化の抑制については、他の材料
系の半導体レーザにおいては、共振器端面付近の結晶の
酸化を防止するため、端面コーティングを施すことによ
り解決を図っている。例えば、AlGaAs系半導体レ
ーザにおいては、共振器端面にSiO2 、Si3 4
Al2 3 などをコートしている(例えば、J.Appl.Phy
s.50(1979)p.5150、Appl.Phys.Lett.30(1977)p.87)。
[0011] In order to prevent the end face deterioration from being suppressed, in a semiconductor laser of another material system, an end face coating is applied in order to prevent the crystal near the end face of the resonator from being oxidized. For example, in an AlGaAs semiconductor laser, SiO 2 , Si 3 N 4 ,
Al 2 O 3 etc. (for example, J. Appl. Phy
s. 50 (1979) p. 5150, Appl. Phys. Lett. 30 (1977) p. 87).

【0012】ところが、本発明者の知見によれば、窒化
物系III−V族化合物半導体を用いた半導体レーザに
おいて、共振器端面を安定化させるために端面コート材
を成膜し、共振器端面を保護したものについて寿命試験
を行ったところ、予想に反して、ほとんど全ての素子で
動作電流の急激な増加が確認された。本発明者は、その
原因の究明を進めた結果、共振器端面付近の劣化が支配
的要因であることを見い出した。言い換えれば、窒化物
系III−V族化合物半導体を用いた半導体レーザにお
いては、AlGaAs系半導体レーザなどで端面劣化の
抑制に有効と考えられていた端面コーティングを単に施
すだけでは、端面劣化を防止することは困難であるとい
う結論に至った。
However, according to the findings of the present inventors, in a semiconductor laser using a nitride III-V compound semiconductor, an end face coating material is formed to stabilize the end face of the resonator, and the end face of the resonator is formed. When a life test was performed on a device protected by the above, a sudden increase in operating current was confirmed in almost all devices, contrary to expectations. As a result of studying the cause, the present inventor has found that deterioration near the resonator end face is the dominant factor. In other words, in a semiconductor laser using a nitride-based III-V compound semiconductor, simply applying an end face coating that is considered to be effective for suppressing the end face deterioration in an AlGaAs semiconductor laser or the like prevents the end face deterioration. It came to the conclusion that it was difficult.

【0013】そこで、本発明者は、動作電流の急激な増
加の問題の根本的な解決方法について種々検討を行った
結果、共振器端面形成後に、共振器端面を不活性ガスの
プラズマ雰囲気に暴露したり、あるいは、これに加熱処
理を組み合わせたりすることが有効であることを見い出
し、さらにそれらの条件などについて種々検討を行っ
た。
The inventor of the present invention has conducted various studies on a fundamental solution to the problem of a sudden increase in operating current. As a result, after forming the resonator end face, the end face of the resonator was exposed to an inert gas plasma atmosphere. It has been found that it is effective to perform heat treatment or to combine it with heat treatment, and further, various studies have been made on such conditions.

【0014】その後さらに検討を行った結果、端面劣化
の要因の一つが、共振器端面に対する端面コート膜自身
の密着性が良好でないことにあることを確認した。そこ
で、本発明者は、共振器端面に対する端面コート膜の密
着性の向上を図るために、密着層を介して端面コート膜
を形成することを考えた。そして、この密着層として最
適な材料の探索を行った結果、レーザ特性に悪影響を与
えない程度の十分に薄い、Alなどの金属やAlなどの
金属と酸素などとを含む物質が好適なものであることを
見い出した。このうち、Alなどの金属を共振器端面、
取り分け発光部を含む領域に形成することは、レーザ特
性に悪影響を及ぼすなどの理由によりこれまでの常識で
は考えられなかったことであるが、レーザ特性に悪影響
を及ぼすことなく、共振器端面に対する端面コート膜の
密着性の向上を図ることが可能であることが分かった。
Thereafter, as a result of further investigation, it was confirmed that one of the factors of the end face deterioration was that the adhesion of the end face coat film itself to the end face of the resonator was not good. Therefore, the present inventor considered forming an end face coat film via an adhesion layer in order to improve the adhesion of the end face coat film to the cavity end face. As a result of searching for an optimum material for the adhesion layer, a material containing a metal such as Al or a metal such as Al and oxygen and the like that is sufficiently thin enough not to adversely affect the laser characteristics is preferable. I found something. Of these, metal such as Al is used for the resonator end face,
In particular, the formation in the region including the light-emitting portion was not considered with conventional common sense because of adverse effects on the laser characteristics. It was found that the adhesion of the coat film could be improved.

【0015】以上は半導体レーザについてであるが、上
記の手法は、窒化物系III−V族化合物半導体を劈開
やドライエッチングなどで加工することにより端面を形
成する半導体装置において、この端面を改善し、その安
定化を図ったり、この端面に端面コーティングを施す場
合にその密着性の向上を図ったりする場合にも同様に有
効である。また、共振器端面に密着層を介して端面コー
ト膜を形成する手法については、窒化物系III−V族
化合物半導体以外のIII−V族化合物半導体やその他
の半導体を用いた半導体レーザにも有効であり、さらに
は、窒化物系III−V族化合物半導体以外のIII−
V族化合物半導体やその他の半導体を劈開やドライエッ
チングなどで加工することにより端面を形成する半導体
装置において、この端面に端面コーティングを施す場合
にその密着性の向上を図ったりする場合にも有効であ
る。この発明は、本発明者による以上の検討に基づいて
さらに検討を行った結果、案出されたものである。
Although the above description is for a semiconductor laser, the above-described method improves the end face in a semiconductor device in which an end face is formed by processing a nitride III-V compound semiconductor by cleavage or dry etching. It is also effective in stabilizing the end face and in improving the adhesion when the end face is coated. Also, the method of forming an end face coat film on the cavity end face via an adhesion layer is effective for a semiconductor laser using a III-V compound semiconductor other than a nitride III-V compound semiconductor and other semiconductors. And a III-V compound semiconductor other than a nitride III-V compound semiconductor.
In a semiconductor device in which an end face is formed by processing a group V compound semiconductor or another semiconductor by cleavage, dry etching, or the like, it is also effective in improving the adhesion when the end face is coated with the end face. is there. The present invention was devised as a result of further studies based on the above studies by the present inventors.

【0016】すなわち、上記課題を解決するために、こ
の発明の第1の発明は、窒化物系III−V族化合物半
導体を用いた半導体レーザの製造方法において、半導体
レーザの共振器端面を形成した後、この共振器端面を不
活性ガスのプラズマ雰囲気に暴露するようにしたことを
特徴とするものである。
That is, in order to solve the above problems, a first aspect of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor laser using a nitride III-V compound semiconductor, wherein a cavity facet of the semiconductor laser is formed. Thereafter, the end face of the resonator is exposed to a plasma atmosphere of an inert gas.

【0017】この発明の第2の発明は、窒化物系III
−V族化合物半導体を用いた半導体レーザの製造方法に
おいて、半導体レーザの共振器端面を形成した後、真空
中または不活性ガス雰囲気中において30℃以上700
℃以下の温度で加熱を行う工程と、半導体レーザの共振
器端面を形成した後、この共振器端面を不活性ガスのプ
ラズマ雰囲気に暴露する工程とを有することを特徴とす
るものである。ここで、これらの工程はいずれを先に行
っても良いが、共振器端面の清浄化などの表面処理をよ
り完全に行う観点からは、好適には加熱の工程を先に行
う。さらに、場合によっては、不活性ガスのプラズマ雰
囲気に暴露する工程の前後に加熱の工程を行っても良
い。
The second invention of the present invention relates to a nitride III
In the method for manufacturing a semiconductor laser using a group V compound semiconductor, after forming the cavity facet of the semiconductor laser, the semiconductor laser is heated to 30 ° C. or more in a vacuum or in an inert gas atmosphere.
The method is characterized by comprising a step of heating at a temperature of not more than ° C. and a step of forming a cavity facet of the semiconductor laser and exposing the cavity facet to a plasma atmosphere of an inert gas. Here, any of these steps may be performed first, but from the viewpoint of more completely performing surface treatment such as cleaning of the resonator end face, the heating step is preferably performed first. Further, in some cases, a heating step may be performed before and after the step of exposing to an inert gas plasma atmosphere.

【0018】この発明の第3の発明は、窒化物系III
−V族化合物半導体を用いた半導体レーザの製造方法に
おいて、半導体レーザの共振器端面を形成した後、この
共振器端面を30℃以上700℃以下の温度で不活性ガ
スのプラズマ雰囲気に暴露するようにしたことを特徴と
するものである。
The third invention of the present invention relates to a nitride III
In a method of manufacturing a semiconductor laser using a Group V compound semiconductor, after forming a cavity facet of the semiconductor laser, the cavity facet is exposed to a plasma atmosphere of an inert gas at a temperature of 30 ° C. or more and 700 ° C. or less. It is characterized by having made it.

【0019】この発明の第4の発明は、窒化物系III
−V族化合物半導体を用いた半導体レーザの製造方法に
おいて、窒化物系III−V族化合物半導体を用いた半
導体レーザ構造が形成された基板をバー状に加工して共
振器端面を形成した後、この共振器端面を不活性ガスの
プラズマ雰囲気に暴露するようにしたことを特徴とする
ものである。
The fourth invention of the present invention relates to a nitride III
In a method of manufacturing a semiconductor laser using a group V compound semiconductor, after forming a resonator end face by processing a substrate on which a semiconductor laser structure using a nitride III-V compound semiconductor is formed into a bar shape, The end face of the resonator is exposed to a plasma atmosphere of an inert gas.

【0020】この発明の第5の発明は、窒化物系III
−V族化合物半導体を用いた半導体レーザの製造方法に
おいて、窒化物系III−V族化合物半導体を用いた半
導体レーザ構造が形成された基板をバー状に加工して共
振器端面を形成した後、真空中または不活性ガス雰囲気
中において30℃以上700℃以下の温度で加熱を行う
工程と、窒化物系III−V族化合物半導体を用いた半
導体レーザ構造が形成された基板をバー状に加工して共
振器端面を形成した後、この共振器端面を不活性ガスの
プラズマ雰囲気に暴露する工程とを有することを特徴と
するものである。ここで、これらの工程はいずれを先に
行っても良いが、共振器端面の清浄化などの表面処理を
より完全に行う観点からは、好適には加熱の工程を先に
行う。さらに、場合によっては、不活性ガスのプラズマ
雰囲気に暴露する工程の前後に加熱の工程を行っても良
い。
The fifth invention of the present invention is directed to a nitride III
In a method of manufacturing a semiconductor laser using a group V compound semiconductor, after forming a resonator end face by processing a substrate on which a semiconductor laser structure using a nitride III-V compound semiconductor is formed into a bar shape, Heating at a temperature of 30 ° C. or more and 700 ° C. or less in a vacuum or an inert gas atmosphere, and processing a substrate on which a semiconductor laser structure using a nitride III-V compound semiconductor is formed into a bar shape. Exposing the cavity end face to a plasma atmosphere of an inert gas after forming the cavity end face by using the above method. Here, any of these steps may be performed first, but from the viewpoint of more completely performing surface treatment such as cleaning of the resonator end face, the heating step is preferably performed first. Further, in some cases, a heating step may be performed before and after the step of exposing to an inert gas plasma atmosphere.

【0021】この発明の第6の発明は、窒化物系III
−V族化合物半導体を用いた半導体レーザの製造方法に
おいて、窒化物系III−V族化合物半導体を用いた半
導体レーザ構造が形成された基板をバー状に加工して共
振器端面を形成した後、この共振器端面を30℃以上7
00℃以下の温度で不活性ガスのプラズマ雰囲気に暴露
するようにしたことを特徴とするものである。
The sixth invention of the present invention relates to a nitride-based III
In a method of manufacturing a semiconductor laser using a group V compound semiconductor, after forming a resonator end face by processing a substrate on which a semiconductor laser structure using a nitride III-V compound semiconductor is formed into a bar shape, Keep the end face of this resonator at 30 ° C.
It is characterized in that it is exposed to an inert gas plasma atmosphere at a temperature of 00 ° C. or less.

【0022】この発明の第7の発明は、窒化物系III
−V族化合物半導体を加工することにより形成された端
面を有する半導体装置の製造方法において、端面を形成
した後、この端面を不活性ガスのプラズマ雰囲気に暴露
するようにしたことを特徴とするものである。
A seventh aspect of the present invention is directed to a nitride type III
A method for manufacturing a semiconductor device having an end face formed by processing a group V compound semiconductor, wherein the end face is formed and then exposed to an inert gas plasma atmosphere after forming the end face. It is.

【0023】この発明の第8の発明は、窒化物系III
−V族化合物半導体を加工することにより形成された端
面を有する半導体装置の製造方法において、端面を形成
した後、真空中または不活性ガス雰囲気中において30
℃以上700℃以下の温度で加熱を行う工程と、端面を
形成した後、この端面を不活性ガスのプラズマ雰囲気に
暴露する工程とを有することを特徴とするものである。
ここで、これらの工程はいずれを先に行っても良いが、
端面の清浄化などの表面処理をより完全に行う観点から
は、好適には加熱の工程を先に行う。さらに、場合によ
っては、不活性ガスのプラズマ雰囲気に暴露する工程の
前後に加熱の工程を行っても良い。
An eighth invention of the present invention is directed to a nitride-based III
In the method for manufacturing a semiconductor device having an end face formed by processing a group V compound semiconductor, after forming the end face, the semiconductor device may be formed in a vacuum or in an inert gas atmosphere.
The method is characterized by comprising a step of heating at a temperature of not lower than 700 ° C. and a step of exposing the end face to a plasma atmosphere of an inert gas after forming the end face.
Here, any of these steps may be performed first,
From the viewpoint of more completely performing surface treatment such as cleaning of the end face, the heating step is preferably performed first. Further, in some cases, a heating step may be performed before and after the step of exposing to an inert gas plasma atmosphere.

【0024】この発明の第9の発明は、窒化物系III
−V族化合物半導体を加工することにより形成された端
面を有する半導体装置の製造方法において、端面を形成
した後、この端面を30℃以上700℃以下の温度で不
活性ガスのプラズマ雰囲気に暴露するようにしたことを
特徴とするものである。
The ninth invention of the present invention is directed to a nitride-based III
In the method for manufacturing a semiconductor device having an end face formed by processing a group V compound semiconductor, after forming the end face, the end face is exposed to a plasma atmosphere of an inert gas at a temperature of 30 ° C. or more and 700 ° C. or less. It is characterized by doing so.

【0025】この発明の第10の発明は、窒化物系II
I−V族化合物半導体を用いた半導体レーザにおいて、
共振器端面に密着層を介して端面コート膜が形成されて
いることを特徴とするものである。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a nitride-based II
In a semiconductor laser using an IV group compound semiconductor,
An end face coat film is formed on the end face of the resonator via an adhesive layer.

【0026】この発明の第11の発明は、窒化物系II
I−V族化合物半導体を用いた半導体レーザの製造方法
において、半導体レーザの共振器端面を形成した後、こ
の共振器端面に密着層を介して端面コーティングを施す
ようにしたことを特徴とするものである。
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a nitride-based II
A method of manufacturing a semiconductor laser using an IV group compound semiconductor, wherein a cavity facet of a semiconductor laser is formed, and then the cavity facet is coated with an end face via an adhesion layer. It is.

【0027】この発明の第12の発明は、窒化物系II
I−V族化合物半導体を用いた半導体レーザの製造方法
において、窒化物系III−V族化合物半導体を用いた
半導体レーザ構造が形成された基板をバー状に加工して
共振器端面を形成した後、この共振器端面に密着層を介
して端面コーティングを施すようにしたことを特徴とす
るものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a nitride-based II
In a method of manufacturing a semiconductor laser using an IV group compound semiconductor, after forming a resonator end face by processing a substrate on which a semiconductor laser structure using a nitride III-V compound semiconductor is formed into a bar shape An end face coating is applied to the end face of the resonator via an adhesive layer.

【0028】この発明の第13の発明は、窒化物系II
I−V族化合物半導体を加工することにより形成された
端面を有する半導体装置において、端面に密着層を介し
て端面コート膜が形成されていることを特徴とするもの
である。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a nitride-based II
In a semiconductor device having an end face formed by processing an IV group compound semiconductor, an end face coat film is formed on the end face via an adhesion layer.

【0029】この発明の第14の発明は、窒化物系II
I−V族化合物半導体を加工することにより形成された
端面を有する半導体装置の製造方法において、端面を形
成した後、この端面に密着層を介して端面コーティング
を施すようにしたことを特徴とするものである。
The fourteenth invention of the present invention relates to a nitride-based II
In a method for manufacturing a semiconductor device having an end face formed by processing an IV compound semiconductor, after forming the end face, the end face is coated with an end face via an adhesion layer. Things.

【0030】この発明の第1〜第14の発明において、
窒化物系III−V族化合物半導体は、Ga、Al、I
nおよびBからなる群より選ばれた少なくとも一種類の
III族元素と、少なくともNを含み、場合によってさ
らにAsやPを含むV族元素とからなる。この窒化物系
III−V族化合物半導体の具体例を挙げると、Ga
N、AlGaN、AlN、GaInN、AlGaIn
N、InNなどである。
In the first to fourteenth aspects of the present invention,
Ga, Al, I
At least one group III element selected from the group consisting of n and B, and a group V element containing at least N and optionally further containing As or P. Specific examples of the nitride III-V compound semiconductor include Ga
N, AlGaN, AlN, GaInN, AlGaIn
N, InN and the like.

【0031】この発明の第1〜第9の発明においては、
典型的には、不活性ガスのプラズマ雰囲気への暴露など
を行った後、半導体レーザにおける共振器端面あるいは
半導体装置における端面を大気にさらすことなく、この
共振器端面あるいは端面に端面コーティングを施す。具
体的には、例えば、プラズマ処理および成膜が可能な装
置を用い、その処理室内で不活性ガスのプラズマ雰囲気
への暴露と端面コーティングとを連続して行ったり、プ
ラズマ処理装置で不活性ガスのプラズマ雰囲気への暴露
を行った後、被処理物を成膜装置に真空または不活性ガ
ス雰囲気にある搬送路を通して搬送し、端面コーティン
グを施す。
In the first to ninth aspects of the present invention,
Typically, after exposing an inert gas to a plasma atmosphere or the like, an end face coating is applied to the end face of the resonator or the end face of the semiconductor device without exposing the end face of the resonator or the end face of the semiconductor device to the atmosphere. Specifically, for example, using an apparatus capable of performing plasma processing and film formation, continuously exposing an inert gas to a plasma atmosphere and coating an end face in the processing chamber, or using an inert gas in a plasma processing apparatus. After the exposure to the plasma atmosphere, the object to be processed is transferred to a film forming apparatus through a transfer path in a vacuum or inert gas atmosphere, and the end face is coated.

【0032】プラズマを発生させる不活性ガスあるいは
加熱時の雰囲気ガスに用いる不活性ガスとしては、希ガ
ス、窒素ガスあるいはこれらの混合ガスのいずれを用い
てもよく、ほぼ同様な効果を得ることができる。希ガス
としては、共振器端面あるいは端面の平坦化や清浄化な
どの表面処理を効率的に行う観点から、好適には、アル
ゴンガスあるいはキセノンガスが用いられる。
As the inert gas for generating the plasma or the inert gas used for the atmospheric gas during heating, any of a rare gas, a nitrogen gas or a mixed gas thereof may be used, and almost the same effect can be obtained. it can. As the rare gas, an argon gas or a xenon gas is preferably used from the viewpoint of efficiently performing surface treatment such as flattening or cleaning of the cavity end face or the end face.

【0033】プラズマのエネルギー、すなわちプラズマ
出力×処理時間は、共振器端面あるいは端面の平坦化や
清浄化などの表面処理効果を必要最小限得る観点からは
好適には0.5キロワット秒(例えば、50ワット×1
0秒)以上とし、プラズマによる共振器端面あるいは端
面のダメージを抑える観点からは好適には900キロワ
ット秒(例えば、500ワット×1800秒)以下と
し、より好適には100キロワット秒以上500キロワ
ット秒以下とする。また、この場合、プラズマの出力
は、共振器端面あるいは端面の平坦化や清浄化などの表
面処理効果を十分に得る観点から、好適には50ワット
以上、より好適には100ワット以上とし、プラズマに
よる共振器端面あるいは端面のダメージを抑える観点か
ら、好適には1000ワット以下、より好適には800
ワット以下、さらに好適には500ワット以下とする。
また、不活性ガスのプラズマ雰囲気への暴露時間は、共
振器端面あるいは端面の平坦化や清浄化などの表面処理
効果を十分かつ安定的に得る観点から、好適には10秒
間以上、より好適には1分間以上、より好適には5分間
以上、さらに好適には10分間以上とする。不活性ガス
のプラズマ雰囲気を形成する前の処理室の圧力は、プラ
ズマ雰囲気を安定に形成する観点から、好適には1×1
-4Pa以下とする。また、不活性ガスのプラズマ雰囲
気を形成した後の処理室の圧力は、プラズマ雰囲気を安
定に保持し、共振器端面あるいは端面の平坦化や清浄化
などの表面処理効果を十分かつ安定的に得る観点から、
好適には0.8×10-2Pa以上1.2×10-2Pa以
下、特に1×10-2Pa程度とする。さらに、共振器端
面あるいは端面の処理を行う被処理物は、プラズマによ
る共振器端面あるいは端面のダメージを抑える観点か
ら、好適にはその保持部に電圧を印加せず、自己バイア
ス(セルフバイアス)状態に保持する。
The energy of the plasma, that is, the plasma output × the processing time, is preferably 0.5 kilowatt seconds (for example, from the viewpoint of obtaining a necessary or minimum surface treatment effect such as flattening or cleaning of the end face of the resonator or the end face thereof. 50 watts x 1
0 seconds) or more, and preferably 900 kilowatt seconds (for example, 500 watts x 1800 seconds) or less, more preferably 100 kilowatt seconds or more and 500 kilowatt seconds or less from the viewpoint of suppressing damage to the cavity end face or the end face by plasma. And In this case, the output of the plasma is preferably 50 watts or more, more preferably 100 watts or more, from the viewpoint of sufficiently obtaining surface treatment effects such as flattening and cleaning of the cavity end face or the end face. From the viewpoint of suppressing damage to the cavity end face or the end face due to the above, preferably 1000 watts or less, more preferably 800 watts or less.
Watts or less, more preferably 500 watts or less.
In addition, the exposure time of the inert gas to the plasma atmosphere is preferably 10 seconds or more, more preferably 10 seconds or more, from the viewpoint of sufficiently and stably obtaining a surface treatment effect such as flattening or cleaning of the cavity end face or the end face. Is at least 1 minute, more preferably at least 5 minutes, even more preferably at least 10 minutes. The pressure of the processing chamber before forming the plasma atmosphere of the inert gas is preferably 1 × 1 from the viewpoint of stably forming the plasma atmosphere.
0 -4 Pa or less. Further, the pressure of the processing chamber after forming the plasma atmosphere of the inert gas maintains the plasma atmosphere stably, and obtains a sufficient and stable surface treatment effect such as flattening or cleaning of the cavity end face or the end face. From a perspective,
It is preferably at least 0.8 × 10 -2 Pa and not more than 1.2 × 10 -2 Pa, particularly about 1 × 10 -2 Pa. Further, from the viewpoint of suppressing damage to the resonator end face or the end face due to plasma, the voltage is preferably not applied to the holding section, and the object to be processed for processing the resonator end face or the end face is in a self-biased state. To hold.

【0034】不活性ガスのプラズマ雰囲気への暴露前お
よび/または暴露後あるいは不活性ガスのプラズマ雰囲
気への暴露時に行う加熱の温度は、共振器端面あるいは
端面の清浄化などの表面処理効果を十分に確保し、ある
いは、処理後の共振器端面あるいは端面の安定化を図る
観点から、好適には50℃以上、より好適には100℃
以上とし、また、窒化物系III−V族化合物半導体の
成長層、特に活性層などの劣化を防止する観点からは好
適には700℃以下とし、電極、特にp側電極の劣化を
防止する観点からは好適には400℃以下とする。加熱
温度は、必要に応じて、これらの下限および上限の任意
の組み合わせの範囲内の温度に設定することができる。
加熱を真空中で行う場合、共振器端面あるいは端面の平
坦化や清浄化を図る観点から、好適にはその圧力を1×
10-4Pa以下とする。
The heating temperature before and / or after the exposure of the inert gas to the plasma atmosphere or at the time of the exposure to the inert gas to the plasma atmosphere is sufficient for effecting the surface treatment such as the end face of the resonator or the cleaning of the end face. From the viewpoint of securing the cavity surface or stabilizing the cavity end face or the end face after the treatment, preferably at least 50 ° C., more preferably at 100 ° C.
In addition, the temperature is preferably set to 700 ° C. or less from the viewpoint of preventing deterioration of a growth layer of a nitride III-V compound semiconductor, particularly an active layer, and the like, and from the viewpoint of preventing deterioration of an electrode, particularly a p-side electrode. Therefore, the temperature is preferably set to 400 ° C. or less. The heating temperature can be set to a temperature within the range of any combination of the lower limit and the upper limit as necessary.
When heating is performed in a vacuum, the pressure is preferably set to 1 × from the viewpoint of flattening or cleaning the end face of the resonator or the end face.
It is set to 10 −4 Pa or less.

【0035】この発明の第10〜第12の発明におい
て、密着層は、好適には、共振器端面における少なくと
も発光部を含む領域、すなわち端面コート膜の密着性が
最も必要な領域上に形成され、典型的には、共振器端面
の全面に形成される。密着層は連続膜からなるもの、微
粒子からなるもののいずれであってもよく、さらには連
続膜とその上の微粒子とからなるものであってもよい。
In the tenth to twelfth aspects of the present invention, the adhesion layer is preferably formed on a region including at least the light emitting portion on the cavity end surface, that is, a region where the adhesion of the end surface coating film is most required. Typically, it is formed on the entire end face of the resonator. The adhesion layer may be either a continuous film or a fine particle, or may be a continuous film and fine particles thereon.

【0036】密着層として連続膜を用いる場合、その厚
さは使用材料などとの兼ね合いで適宜選ばれるが、使用
材料が特に金属である場合には、あまり厚いと光の吸収
が多くなるので、光の吸収を抑える観点より、好適には
10nm以下、より好適には5nm以下、さらに好適に
は2nm以下に選ばれる。密着層の厚さの下限は一原子
層あるいは一分子層に相当する厚さである。また、この
連続膜は、使用材料が導電性を有するものである場合に
は、共振器端面上におけるpn接合のショートを確実に
防止するために、好適には、半導体レーザ構造を形成す
るn型層とp型層とにまたがらないように形成される。
When a continuous film is used as the adhesion layer, its thickness is appropriately selected in consideration of the material to be used, but when the material to be used is a metal in particular, if it is too thick, light absorption increases. From the viewpoint of suppressing light absorption, it is preferably selected to be 10 nm or less, more preferably 5 nm or less, and still more preferably 2 nm or less. The lower limit of the thickness of the adhesion layer is a thickness corresponding to one atomic layer or one molecular layer. In the case where the material to be used is conductive, the continuous film is preferably formed of an n-type semiconductor laser to form a semiconductor laser structure in order to reliably prevent short-circuiting of the pn junction on the cavity end face. It is formed so as not to straddle the layer and the p-type layer.

【0037】一方、密着層として微粒子からなるものを
用いる場合には、この微粒子が大きすぎると、この微粒
子が形成された共振器端面のエネルギー反射率が大きく
なりすぎて半導体レーザの動作電流の増加などを招き、
好ましくないことから、この微粒子の大きさは、共振器
端面のエネルギー反射率が所定値以下になるように設定
する必要がある。具体的には、共振器端面が平坦なとき
のエネルギー反射率をR0 、共振器端面に微粒子からな
る密着層が形成されているときのエネルギー反射率をR
s 、発振波長をλ、微粒子の屈折率をn、微粒子の平均
高さをσとすると、 Rs =R0 exp[−(4πn(σ/λ))2 ] と表されることから(吉田貞史、矢島弘義著「薄膜・光
デバイス」東京大学出版会)、σはこの式から求められ
るRs が所定値以下になるように設定される。具体例を
挙げると、フロント側の共振器端面を想定してR0
0.10、λ=400nm、微粒子がAlからなる場合
にはλ=400nmに対してn(Al)=3.90ある
いは微粒子がAlNからなる場合にはλ=400nmに
対してn(AlN)=2.224として、σ/λによる
s の変化を上式を用いて計算で求めると、図1に示す
ようになる。また、σ/λによるRs の変化量=(Rs
−0.1)×100(%)を計算で求めると、図2に示
すようになる。いま、Rs ≦0.6にする場合を考える
と、このためには、 微粒子がAlからなる場合 σ/λ≦0.028 微粒子がAlNからなる場合 σ/λ≦0.048 にならなければならない。λ=400nmであるから、
この場合、 微粒子がAlからなる場合 σ≦11.2nm 微粒子がAlNからなる場合 σ≦19.2nm でなければならない。また、共振器端面上に形成された
微粒子に表面張力が働いていてその高さと幅とが同一で
あると仮定すると、微粒子がAlからなる場合における
その幅は11.2nm以下、微粒子がAlNからなる場
合におけるその幅は19.2nm以下となる。
On the other hand, in the case where a material composed of fine particles is used as the adhesion layer, if the fine particles are too large, the energy reflectivity of the cavity end face on which the fine particles are formed becomes too large, and the operating current of the semiconductor laser increases. Invite
Since it is not preferable, the size of the fine particles needs to be set so that the energy reflectance of the end face of the resonator becomes equal to or less than a predetermined value. Specifically, the energy reflectivity when the cavity facet is flat is R 0 , and the energy reflectivity when the adhesion layer made of fine particles is formed on the cavity facet is R 0 .
If s , oscillation wavelength is λ, refractive index of the fine particles is n, and average height of the fine particles is σ, then R s = R 0 exp [− (4πn (σ / λ)) 2 ] (Yoshida (Sadafumi, Hiroyoshi Yajima, “Thin Film / Optical Device”, University of Tokyo Press), σ is set so that R s obtained from this equation is equal to or less than a predetermined value. As a specific example, assuming a front end face of the resonator, R 0 =
0.10, λ = 400 nm, n (Al) = 3.90 for λ = 400 nm when the fine particles are made of Al, or n (AlN) = for λ = 400 nm when the fine particles are made of AlN When the change in R s due to σ / λ is obtained by calculation using 2.224 as shown in FIG. 1, the result is as shown in FIG. Also, the change amount of R s due to σ / λ = (R s
When calculating (−0.1) × 100 (%), the result is as shown in FIG. Now, considering the case where R s ≦ 0.6, for this purpose, when the fine particles are made of Al, σ / λ ≦ 0.028 When the fine particles are made of AlN, σ / λ ≦ 0.048 must be satisfied. No. Since λ = 400 nm,
In this case, when the fine particles are made of Al, σ ≦ 11.2 nm When the fine particles are made of AlN, σ ≦ 19.2 nm. Assuming that the surface tension acts on the fine particles formed on the cavity end face and the height and the width are the same, when the fine particles are made of Al, the width is 11.2 nm or less, and the fine particles are made of AlN. In that case, the width is 19.2 nm or less.

【0038】密着層の材料は必要に応じて選ばれるが、
典型的には、Al、Ti、Zr、Hf、Ta、Znおよ
びSiからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素か
らなるもの、あるいは、Al、Ti、Zr、Hf、T
a、ZnおよびSiからなる群より選ばれた少なくとも
一種の元素と酸素および/または窒素とを含む物質であ
る。また、密着層の形成には、スパッタリング法や真空
蒸着法(例えば、電子ビーム蒸着法)などの各種の成膜
法を用いることができる。
The material of the adhesion layer is selected as necessary,
Typically, at least one element selected from the group consisting of Al, Ti, Zr, Hf, Ta, Zn and Si, or Al, Ti, Zr, Hf, T
a substance containing at least one element selected from the group consisting of a, Zn and Si, and oxygen and / or nitrogen. In addition, various film formation methods such as a sputtering method and a vacuum evaporation method (for example, an electron beam evaporation method) can be used for forming the adhesion layer.

【0039】端面コート膜は、典型的には、単層または
多層の誘電体膜(誘電体多層膜)からなる。この場合、
典型的には、密着層およびこの密着層に接した誘電体膜
は、Al、Ti、Zr、Hf、Ta、ZnおよびSiか
らなる群より選ばれた少なくとも一種の元素を含むか、
あるいは、Al、Ti、Zr、Hf、Ta、Znおよび
Siからなる群より選ばれた少なくとも一種の同一の元
素を含む。具体的には、例えば、密着層に接した誘電体
膜はAl2 3 からなり、密着層はAlとOとからなる
物質、例えばAlとAl2 3 との中間組成を有する物
質、すなわちAlOx (ただし、0<x<1.5)であ
る。この密着層は、少なくともAlとOとを主成分とす
る物質、例えばAlOx を主成分とする物質であっても
よい。あるいは、密着層に接した誘電体膜はAlNから
なり、密着層はAlとNとからなる物質、例えばAlと
AlNとの中間組成を有する物質、すなわちAlN
x (ただし、0<x<1)であることもある。
The end face coat film is typically composed of a single-layer or multi-layer dielectric film (dielectric multilayer film). in this case,
Typically, the adhesion layer and the dielectric film in contact with the adhesion layer include at least one element selected from the group consisting of Al, Ti, Zr, Hf, Ta, Zn, and Si;
Alternatively, it contains at least one and the same element selected from the group consisting of Al, Ti, Zr, Hf, Ta, Zn and Si. Specifically, for example, the dielectric film in contact with the adhesion layer is made of Al 2 O 3 , and the adhesion layer is a substance made of Al and O, for example, a substance having an intermediate composition between Al and Al 2 O 3 , that is, AlO x (where 0 <x <1.5). This adhesion layer may be a substance mainly containing at least Al and O, for example, a substance mainly containing AlO x . Alternatively, the dielectric film in contact with the adhesion layer is made of AlN, and the adhesion layer is made of a material composed of Al and N, for example, a material having an intermediate composition between Al and AlN, that is, AlN.
x (where, 0 <x <1) there also be a.

【0040】この発明の第13および第14の発明にお
いて、密着層および端面コート膜については、基本的に
は、この発明の第10〜第12の発明に関して述べたこ
とがそのまま成り立つが、半導体レーザに固有な制約は
存在しない。
In the thirteenth and fourteenth aspects of the present invention, as for the adhesion layer and the end face coating film, basically the same as those described in relation to the tenth to twelfth aspects of the present invention hold, but a semiconductor laser There are no constraints specific to.

【0041】この発明の第10〜第14の発明において
は、好適には、共振器端面あるいは端面を形成した後、
この共振器端面あるいは端面を不活性ガスのプラズマ雰
囲気に暴露した後または暴露しながら、この共振器端面
あるいは端面に密着層を形成する。このときの不活性ガ
スのプラズマ処理の条件は、基本的には上記と同様であ
る。密着層を形成した後には、好適には、共振器端面あ
るいは端面を大気にさらすことなく、この共振器端面あ
るいは端面に端面コーティングを施す。
In the tenth to fourteenth aspects of the present invention, preferably, after forming the resonator end face or the end face,
After or while exposing the resonator end face or the end face to the plasma atmosphere of the inert gas, an adhesion layer is formed on the resonator end face or the end face. The conditions for the plasma treatment of the inert gas at this time are basically the same as described above. After the adhesion layer is formed, the end face of the resonator or the end face is preferably coated with an end face without exposing the end face of the resonator or the end face to the atmosphere.

【0042】窒化物系III−V族化合物半導体層を成
長させる基板としては、種々のものを用いることがで
き、具体的には、サファイア基板、SiC基板、Si基
板、GaAs基板、GaP基板、InP基板、スピネル
基板、酸化シリコン基板などのほか、厚いGaN層など
の窒化物系III−V族化合物半導体層からなる基板を
用いてもよい。
Various substrates can be used as a substrate on which the nitride-based III-V compound semiconductor layer is grown. Specifically, a sapphire substrate, a SiC substrate, a Si substrate, a GaAs substrate, a GaP substrate, an InP In addition to a substrate, a spinel substrate, a silicon oxide substrate, and the like, a substrate made of a nitride III-V compound semiconductor layer such as a thick GaN layer may be used.

【0043】窒化物系III−V族化合物半導体の成長
方法としては、例えば、有機金属化学気相成長(MOC
VD)、ハイドライド気相エピタキシャル成長またはハ
ライド気相エピタキシャル成長(HVPE)などを用い
ることができる。
As a method of growing a nitride III-V compound semiconductor, for example, metal organic chemical vapor deposition (MOC)
VD), hydride vapor phase epitaxial growth or halide vapor phase epitaxial growth (HVPE).

【0044】半導体装置は、窒化物系III−V族化合
物半導体を劈開やドライエッチングなどで加工すること
により素子部の端面(半導体チップ端面やエッチングに
より窒化物系III−V族化合物半導体層に形成するメ
サ部の端面など)を形成するものであれば、基本的には
どのようなものであってもよいが、具体的には、例え
ば、半導体レーザのほかに、発光ダイオードあるいはF
ETやヘテロ接合バイポーラトランジスタなどの電子走
行素子である。
The semiconductor device is formed by processing a nitride III-V compound semiconductor by cleavage or dry etching or the like to form an end face of an element portion (an end face of a semiconductor chip or formed on a nitride III-V compound semiconductor layer by etching). Basically, any material may be used as long as it forms an end face of a mesa portion to be formed.
An electron transit element such as an ET or a heterojunction bipolar transistor.

【0045】以上の第1〜第14の発明は、窒化物系I
II−V族化合物半導体を用いた半導体レーザまたは半
導体装置に関するものであるが、これらのうち第10〜
第14の発明と同様な手法は、基本的には、窒化物系I
II−V族化合物半導体以外の、AlGaAs系半導体
やAlGaInP系半導体などを含む各種のIII−V
族化合物半導体を用いた半導体レーザまたは半導体装置
にも適用することが可能であり、さらには、III−V
族化合物半導体のほか、II−VI族化合物半導体など
を含む各種の半導体を用いた半導体レーザまたは半導体
装置にも適用することが可能である。
The first to fourteenth aspects of the present invention relate to
The present invention relates to a semiconductor laser or a semiconductor device using a II-V compound semiconductor.
A method similar to that of the fourteenth invention is basically based on nitride-based
Various III-V semiconductors other than II-V compound semiconductors, including AlGaAs-based semiconductors, AlGaInP-based semiconductors, etc.
The present invention can be applied to a semiconductor laser or a semiconductor device using a group III compound semiconductor.
The present invention can be applied to a semiconductor laser or a semiconductor device using various semiconductors including a group II-VI compound semiconductor in addition to a group III compound semiconductor.

【0046】すなわち、この発明の第15の発明は、I
II−V族化合物半導体を用いた半導体レーザにおい
て、共振器端面に密着層を介して端面コート膜が形成さ
れていることを特徴とするものである。
That is, the fifteenth invention of the present invention relates to
A semiconductor laser using a II-V group compound semiconductor is characterized in that an end face coat film is formed on an end face of a resonator via an adhesion layer.

【0047】この発明の第16の発明は、III−V族
化合物半導体を用いた半導体レーザの製造方法におい
て、半導体レーザの共振器端面を形成した後、この共振
器端面に密着層を介して端面コーティングを施すように
したことを特徴とするものである。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor laser using a group III-V compound semiconductor, after forming a cavity facet of a semiconductor laser, the cavity facet is formed on the cavity facet via an adhesion layer. It is characterized in that a coating is applied.

【0048】この発明の第17の発明は、III−V族
化合物半導体を用いた半導体レーザの製造方法におい
て、III−V族化合物半導体を用いた半導体レーザ構
造が形成された基板をバー状に加工して共振器端面を形
成した後、この共振器端面に密着層を介して端面コーテ
ィングを施すようにしたことを特徴とするものである。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor laser using a group III-V compound semiconductor, a substrate on which a semiconductor laser structure using a group III-V compound semiconductor is formed is processed into a bar shape. Then, after forming the resonator end face, the end face coating is applied to the resonator end face via an adhesion layer.

【0049】この発明の第18の発明は、III−V族
化合物半導体を加工することにより形成された端面を有
する半導体装置において、端面に密着層を介して端面コ
ート膜が形成されていることを特徴とするものである。
According to an eighteenth aspect of the present invention, in a semiconductor device having an end face formed by processing a III-V compound semiconductor, an end face coat film is formed on the end face via an adhesion layer. It is a feature.

【0050】この発明の第19の発明は、III−V族
化合物半導体を加工することにより形成された端面を有
する半導体装置の製造方法において、端面を形成した
後、この端面に密着層を介して端面コーティングを施す
ようにしたことを特徴とするものである。
According to a nineteenth aspect of the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor device having an end face formed by processing a III-V compound semiconductor, an end face is formed, and the end face is then interposed through an adhesive layer. An end face coating is applied.

【0051】この発明の第20の発明は、共振器端面に
密着層を介して端面コート膜が形成されていることを特
徴とする半導体レーザである。
According to a twentieth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor laser, wherein an end face coating film is formed on an end face of the resonator via an adhesion layer.

【0052】この発明の第21の発明は、共振器端面を
形成した後、この共振器端面に密着層を介して端面コー
ティングを施すようにしたことを特徴とする半導体レー
ザの製造方法である。
According to a twenty-first aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor laser, comprising forming an end face of a resonator and then coating the end face of the resonator via an adhesive layer.

【0053】この発明の第22の発明は、半導体レーザ
構造が形成された基板をバー状に加工して共振器端面を
形成した後、この共振器端面に密着層を介して端面コー
ティングを施すようにしたことを特徴とする半導体レー
ザの製造方法である。
According to a twenty-second aspect of the present invention, a substrate on which a semiconductor laser structure is formed is processed into a bar shape to form a cavity end surface, and then the cavity end surface is coated with an end surface via an adhesion layer. A method for manufacturing a semiconductor laser, characterized in that:

【0054】この発明の第23の発明は、半導体を加工
することにより形成された端面を有する半導体装置にお
いて、端面に密着層を介して端面コート膜が形成されて
いることを特徴とするものである。
According to a twenty-third aspect of the present invention, in a semiconductor device having an end face formed by processing a semiconductor, an end face coat film is formed on the end face via an adhesion layer. is there.

【0055】この発明の第24の発明は、半導体を加工
することにより形成された端面を有する半導体装置の製
造方法において、端面を形成した後、この端面に密着層
を介して端面コーティングを施すようにしたことを特徴
とするものである。
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device having an end face formed by processing a semiconductor, wherein the end face is formed, and the end face is coated with an end face via an adhesion layer. It is characterized by having made it.

【0056】この発明の第15〜第24の発明におい
て、密着層および端面コート膜については、この発明の
第10〜第12の発明に関して述べたことが基本的には
成り立つ。
In the fifteenth to twenty-fourth aspects of the present invention, what has been described with respect to the tenth to twelfth aspects of the present invention basically holds for the adhesion layer and the end face coating film.

【0057】上述のように構成されたこの発明の第1〜
第9の発明によれば、半導体レーザの共振器端面あるい
は半導体装置の端面を形成した後、この共振器端面ある
いは端面を不活性ガスのプラズマ雰囲気に暴露し、ある
いは、真空中または不活性ガス雰囲気中における30℃
以上700℃以下の温度での加熱および共振器端面ある
いは端面の不活性ガスのプラズマ雰囲気への暴露、ある
いは、30℃以上700℃以下の温度での共振器端面あ
るいは端面の不活性ガスのプラズマ雰囲気への暴露を行
うようにしていることにより、共振器端面あるいは端面
に存在する微小な凹凸や酸化物や汚染物質などを除去
し、平坦化あるいは清浄化することができる。そして、
共振器端面あるいは端面に対するコーティング材料の親
和性の向上を図り、ひいては密着性の向上を図ることが
できる。また、特に、半導体レーザにおいては、共振器
端面が清浄化されることにより、共振器端面の界面準位
を大幅に減少させることができ、共振器端面での非発光
再結合を大幅に減少させることができるとともに、コー
ト膜への不純物の混入を抑えることができ、それに起因
する光劣化を抑えることができる。
[0057] The first to fifth embodiments of the present invention configured as described above.
According to the ninth aspect, after forming the cavity facet of the semiconductor laser or the facet of the semiconductor device, the cavity facet or the facet is exposed to a plasma atmosphere of an inert gas, or a vacuum or an inert gas atmosphere. 30 ° C in
Heating at a temperature of not less than 700 ° C. and exposing the cavity end face or end face to an inert gas plasma atmosphere, or plasma atmosphere of a resonator end face or end face inert gas at a temperature of 30 ° C. to 700 ° C. By exposing to the cavity, it is possible to remove fine irregularities, oxides, contaminants, and the like existing on the end face of the resonator or the end face, and to planarize or clean the end face. And
The end face of the resonator or the affinity of the coating material with respect to the end face can be improved, and thus the adhesion can be improved. In particular, in a semiconductor laser, since the cavity facet is cleaned, the interface state of the cavity facet can be significantly reduced, and the non-radiative recombination at the cavity facet is greatly reduced. In addition to this, the contamination of the coat film with the impurities can be suppressed, and the light deterioration due to the contamination can be suppressed.

【0058】また、この発明の第10〜第24の発明に
よれば、半導体レーザの共振器端面あるいは半導体装置
の端面を形成した後、この共振器端面あるいは端面に密
着層を介して端面コート膜を形成するようにすることに
より、端面コート膜の密着性を大幅に向上させることが
できる。
According to the tenth to twenty-fourth aspects of the present invention, after forming the end face of the resonator of the semiconductor laser or the end face of the semiconductor device, the end face coating film is formed on the end face of the resonator or the end face via the adhesion layer. Is formed, the adhesion of the end face coat film can be greatly improved.

【0059】[0059]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。説明の便宜上、最初
に、以下の実施形態により製造するGaN系半導体レー
ザの構造について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. For convenience of explanation, first, the structure of a GaN-based semiconductor laser manufactured according to the following embodiment will be described.

【0060】図3および図4はこのGaN系半導体レー
ザを示す。ここで、図3は共振器長方向に垂直な断面
図、図4は共振器長方向に平行な断面図である。このG
aN系半導体レーザは、リッジ構造およびSCH(Sepa
rate Confinement Heterostructure)構造を有するもの
である。
FIGS. 3 and 4 show this GaN-based semiconductor laser. Here, FIG. 3 is a sectional view perpendicular to the resonator length direction, and FIG. 4 is a sectional view parallel to the resonator length direction. This G
The aN-based semiconductor laser has a ridge structure and SCH (Sepa).
Rate Confinement Heterostructure).

【0061】図3および図4に示すように、このGaN
系半導体レーザにおいては、c面サファイア基板1上
に、低温成長によるアンドープGaNバッファ層2を介
して、ELO(Epitaxial Lateral Overgrowth)などの
横方向結晶成長技術を用いて成長されたアンドープGa
N層3、n型GaNコンタクト層4、n型AlGaNク
ラッド層5、n型GaN光導波層6、例えばアンドープ
のInx Ga1-x N/Iny Ga1-y N多重量子井戸構
造の活性層7、n型のアンドープInGaN劣化防止層
8、p型AlGaNキャップ層9、p型GaN光導波層
10、p型AlGaNクラッド層11およびp型GaN
コンタクト層12が順次積層されている。
As shown in FIG. 3 and FIG.
In a semiconductor laser, an undoped Ga grown on a c-plane sapphire substrate 1 through a low-temperature undoped GaN buffer layer 2 using a lateral crystal growth technique such as ELO (Epitaxial Lateral Overgrowth).
N layer 3, n-type GaN contact layer 4, n-type AlGaN cladding layer 5, n-type GaN optical waveguide layer 6, for example, the activity of an undoped In x Ga 1-x N / In y Ga 1-y N multiple quantum well structure Layer 7, n-type undoped InGaN deterioration preventing layer 8, p-type AlGaN cap layer 9, p-type GaN optical waveguide layer 10, p-type AlGaN cladding layer 11, and p-type GaN
The contact layers 12 are sequentially stacked.

【0062】ここで、アンドープGaNバッファ層2は
厚さが例えば30nmである。アンドープGaN層3は
厚さが例えば0.5μmである。n型GaNコンタクト
層4は厚さが例えば4μmであり、n型不純物として例
えばシリコン(Si)がドープされている。n型AlG
aNクラッド層5は厚さが例えば1.0μmであり、n
型不純物として例えばSiがドープされ、Al組成は例
えば0.07である。n型GaN光導波層6は厚さが例
えば0.1μmであり、n型不純物として例えばSiが
ドープされている。また、アンドープInx Ga1-x
/Iny Ga1- y N多重量子井戸構造の活性層7は、例
えば、井戸層としてのInx Ga1-x N層の厚さが3.
5nmでx=0.08、障壁層としてのIny Ga1-y
N層の厚さが7nmでy=0.02、井戸数が3であ
る。
Here, the undoped GaN buffer layer 2 has a thickness of, for example, 30 nm. The undoped GaN layer 3 has a thickness of, for example, 0.5 μm. The n-type GaN contact layer 4 has a thickness of, for example, 4 μm, and is doped with, for example, silicon (Si) as an n-type impurity. n-type AlG
The aN cladding layer 5 has a thickness of, for example, 1.0 μm, and n
For example, Si is doped as the type impurity, and the Al composition is, for example, 0.07. The n-type GaN optical waveguide layer 6 has a thickness of, for example, 0.1 μm, and is doped with, for example, Si as an n-type impurity. Also, undoped In x Ga 1-x N
For example, the active layer 7 of the / In y Ga 1- y N multiple quantum well structure has an In x Ga 1-x N layer as a well layer having a thickness of 3.
X = 0.08 at 5 nm, In y Ga 1-y as barrier layer
The thickness of the N layer is 7 nm, y = 0.02, and the number of wells is 3.

【0063】アンドープInGaN劣化防止層8は、活
性層7に接している面から、p型AlGaNキャップ層
9に接している面に向かってIn組成が徐々に単調減少
するグレーディッド構造を有し、活性層7に接している
面におけるIn組成は活性層7の障壁層としてのIny
Ga1-y N層のIn組成yと一致しており、p型AlG
aNキャップ層9に接している面におけるIn組成は0
となっている。このアンドープInGaN劣化防止層8
の厚さは例えば20nmである。
The undoped InGaN deterioration preventing layer 8 has a graded structure in which the In composition gradually decreases monotonously from the surface in contact with the active layer 7 toward the surface in contact with the p-type AlGaN cap layer 9. The In composition on the surface in contact with the active layer 7 is In y as a barrier layer of the active layer 7.
It is consistent with the In composition y of the Ga 1-y N layer, and the p-type AlG
The In composition on the surface in contact with the aN cap layer 9 is 0.
It has become. This undoped InGaN deterioration preventing layer 8
Is, for example, 20 nm.

【0064】p型AlGaNキャップ層9は厚さが例え
ば10nmであり、p型不純物として例えばマグネシウ
ム(Mg)がドープされている。このp型AlGaNキ
ャップ層9のAl組成は例えば0.2である。このp型
AlGaNキャップ層9は、p型GaN光導波層10、
p型AlGaNクラッド層11およびp型GaNコンタ
クト層12の成長時に活性層7からInが脱離して劣化
するのを防止するとともに、活性層9からのキャリア
(電子)のオーバーフローを防止するためのものであ
る。p型GaN光導波層10は厚さが例えば0.1μm
であり、p型不純物として例えばMgがドープされてい
る。p型AlGaNクラッド層11は厚さが例えば0.
5μmであり、p型不純物として例えばMgがドープさ
れ、Al組成は例えば0.07である。p型GaNコン
タクト層12は厚さが例えば0.1μmであり、p型不
純物として例えばMgがドープされている。
The p-type AlGaN cap layer 9 has a thickness of, for example, 10 nm and is doped with, for example, magnesium (Mg) as a p-type impurity. The Al composition of the p-type AlGaN cap layer 9 is, for example, 0.2. The p-type AlGaN cap layer 9 includes a p-type GaN optical waveguide layer 10,
In order to prevent In from being desorbed from the active layer 7 during the growth of the p-type AlGaN cladding layer 11 and the p-type GaN contact layer 12 and to prevent deterioration, and to prevent carriers (electrons) from overflowing from the active layer 9. It is. The thickness of the p-type GaN optical waveguide layer 10 is, for example, 0.1 μm.
And Mg is doped as a p-type impurity. The p-type AlGaN cladding layer 11 has a thickness of, for example, 0.1.
5 μm, for example, Mg is doped as a p-type impurity, and the Al composition is, for example, 0.07. The p-type GaN contact layer 12 has a thickness of, for example, 0.1 μm, and is doped with, for example, Mg as a p-type impurity.

【0065】n型GaNコンタクト層4の上層部、n型
AlGaNクラッド層5、n型GaN光導波層6、活性
層7、アンドープInGaN劣化防止層8、p型AlG
aNキャップ層9、p型GaN光導波層10およびp型
AlGaNクラッド層11は所定幅のメサ形状を有す
る。このメサ部におけるp型AlGaNクラッド層11
の上層部およびp型GaNコンタクト層13には、例え
ば〈1−100〉方向あるいは〈11−20〉方向に延
在するリッジ13が形成されている。このリッジ13の
幅は例えば1.6μmである。
Upper layer of n-type GaN contact layer 4, n-type AlGaN cladding layer 5, n-type GaN optical waveguide layer 6, active layer 7, undoped InGaN deterioration preventing layer 8, p-type AlG
The aN cap layer 9, the p-type GaN optical waveguide layer 10, and the p-type AlGaN cladding layer 11 have a mesa shape having a predetermined width. P-type AlGaN cladding layer 11 in this mesa portion
The ridge 13 extending in, for example, the <1-100> direction or the <11-20> direction is formed in the upper layer portion and the p-type GaN contact layer 13. The width of the ridge 13 is, for example, 1.6 μm.

【0066】上記のメサ部の全体を覆うように例えば厚
さが0.3μmのSiO2 膜のような絶縁膜14が設け
られている。この絶縁膜14は、電気絶縁および表面保
護のためのものである。この絶縁膜14のうちのリッジ
13の上の部分には開口14aが設けられており、この
開口14aを通じてp型GaNコンタクト層13にp側
電極15が接触している。このp側電極15は、Pd
膜、Pt膜およびAu膜を順次積層した構造を有し、P
d膜、Pt膜およびAu膜の厚さは例えばそれぞれ10
nm、100nmおよび300nmである。一方、絶縁
膜14のうちのメサ部に隣接する所定部分には開口14
bが設けられており、この開口14bを通じてn型Ga
Nコンタクト層4にn側電極16が接触している。この
n側電極16は、Ti膜、Pt膜およびAu膜を順次積
層した構造を有し、Ti膜、Pt膜およびAu膜の厚さ
は例えばそれぞれ10nm、50nmおよび100nm
である。
An insulating film 14 such as a 0.3 μm thick SiO 2 film is provided so as to cover the entire mesa portion. This insulating film 14 is for electrical insulation and surface protection. An opening 14 a is provided in a portion of the insulating film 14 above the ridge 13, and the p-side electrode 15 is in contact with the p-type GaN contact layer 13 through the opening 14 a. This p-side electrode 15 is composed of Pd
Film, a Pt film, and an Au film are sequentially laminated.
The thickness of each of the d film, the Pt film and the Au film is, for example, 10
nm, 100 nm and 300 nm. On the other hand, an opening 14 is formed in a predetermined portion of the insulating film 14 adjacent to the mesa portion.
b through the opening 14b.
The n-side electrode 16 is in contact with the N contact layer 4. The n-side electrode 16 has a structure in which a Ti film, a Pt film, and an Au film are sequentially laminated, and the thicknesses of the Ti film, the Pt film, and the Au film are, for example, 10 nm, 50 nm, and 100 nm, respectively.
It is.

【0067】図4に示すように、フロント側の共振器端
面17およびリア側の共振器端面18にはそれぞれ端面
コート膜19、20が形成されている。ここで、フロン
ト側の端面コート膜19は例えば単層のAl2 3 膜か
らなり、フロント側端面反射率が例えば10%になるよ
うにその厚さは例えば3λ/4n(ただし、λはレーザ
発振波長、nは屈折率)付近に設定されている。リア側
の端面コート膜20は例えばAl2 3 /TiO2 の多
層膜からなり、リア側端面反射率が例えば95%になる
ようにその厚さは例えばλ/4nの4周期相当に設定さ
れている。
As shown in FIG. 4, end face coat films 19 and 20 are formed on the front facet 17 and the rear facet 18, respectively. Here, the front-side end face coat film 19 is made of, for example, a single-layer Al 2 O 3 film, and has a thickness of, for example, 3λ / 4n (where λ is a laser) so that the front-side end face reflectivity becomes, for example, 10%. The oscillation wavelength and n are set near (refractive index). The rear end face coat film 20 is made of, for example, a multilayer film of Al 2 O 3 / TiO 2 , and its thickness is set to, for example, four periods of λ / 4n so that the rear end face reflectivity becomes 95%, for example. ing.

【0068】次に、この発明の第1の実施形態によるG
aN系半導体レーザの製造方法について説明する。ま
ず、あらかじめサーマルクリーニングなどにより表面を
清浄化したc面サファイア基板1上に有機金属化学気相
成長(MOCVD)法により例えば500℃程度の温度
でアンドープGaNバッファ層2を成長させた後、例え
ばELOなどの横方向結晶成長技術を用いて例えば10
00℃の成長温度で、アンドープGaN層3を成長させ
る。
Next, G according to the first embodiment of the present invention will be described.
A method for manufacturing an aN-based semiconductor laser will be described. First, an undoped GaN buffer layer 2 is grown on a c-plane sapphire substrate 1 whose surface has been previously cleaned by thermal cleaning or the like at a temperature of, for example, about 500 ° C. by a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method. Using a lateral crystal growth technique such as
An undoped GaN layer 3 is grown at a growth temperature of 00 ° C.

【0069】引き続いて、アンドープGaN層3上に、
MOCVD法により、n型GaNコンタクト層4、n型
AlGaNクラッド層5、n型GaN光導波層6、アン
ドープのGa1-x Inx N/Ga1-y Iny N多重量子
井戸構造の活性層7、アンドープInGaN劣化防止層
8、p型AlGaNキャップ層9、p型GaN光導波層
10、p型AlGaNクラッド層11およびp型GaN
コンタクト層12を順次成長させる。ここで、Inを含
まない層であるn型GaNコンタクト層4、n型AlG
aNクラッド層5、n型GaN光導波層6、p型AlG
aNキャップ層9、p型GaN光導波層10、p型Al
GaNクラッド層11およびp型GaNコンタクト層1
2の成長温度は例えば1000℃程度とし、Inを含む
層であるGa1-x Inx N/Ga1-y Iny N多重量子
井戸構造の活性層7の成長温度は例えば700〜800
℃、例えば730℃とする。アンドープInGaN劣化
防止層8の成長温度は、成長開始時点は活性層7の成長
温度と同じく例えば730℃に設定し、その後例えば直
線的に上昇させ、成長終了時点でp型AlGaNキャッ
プ層9の成長温度と同じく例えば835℃になるように
する。
Subsequently, on the undoped GaN layer 3,
By MOCVD, n-type GaN contact layer 4, n-type AlGaN cladding layer 5, n-type GaN optical guide layer 6, the active layer of undoped Ga 1-x In x N / Ga 1-y In y N multi quantum well structure 7, undoped InGaN deterioration preventing layer 8, p-type AlGaN cap layer 9, p-type GaN optical waveguide layer 10, p-type AlGaN cladding layer 11, and p-type GaN
The contact layers 12 are sequentially grown. Here, the n-type GaN contact layer 4 which is a layer containing no In, the n-type AlG
aN cladding layer 5, n-type GaN optical waveguide layer 6, p-type AlG
aN cap layer 9, p-type GaN optical waveguide layer 10, p-type Al
GaN cladding layer 11 and p-type GaN contact layer 1
The growth temperature of 2 is set to for example 1000 ° C. approximately, the growth temperature of the Ga 1-x In x N / Ga 1-y In y N active layer 7 of multiple quantum well structure is a layer containing In, for example 700 to 800
° C, for example, 730 ° C. The growth temperature of the undoped InGaN deterioration preventing layer 8 is set to, for example, 730 ° C. at the start of growth, which is the same as the growth temperature of the active layer 7, and then, for example, is increased linearly. The temperature is set to, for example, 835 ° C. like the temperature.

【0070】これらのGaN系半導体層の成長原料は、
例えば、Gaの原料としてはトリメチルガリウム((C
3 3 Ga、TMG)、Alの原料としてはトリメチ
ルアルミニウム((CH3 3 Al、TMA)、Inの
原料としてはトリメチルインジウム((CH3 3
n、TMI)を、Nの原料としてはNH3 を用いる。ま
た、キャリアガスとしては、例えば、H2 を用いる。ド
ーパントについては、n型ドーパントとしては例えばシ
ラン(SiH4 )を、p型ドーパントとしては例えばビ
ス=メチルシクロペンタジエニルマグネシウム((CH
3 5 4 2 Mg)あるいはビス=シクロペンタジエ
ニルマグネシウム((C5 5 2 Mg)を用いる。
The raw materials for growing these GaN-based semiconductor layers are as follows:
For example, as a raw material of Ga, trimethylgallium ((C
Trimethylaluminum ((CH 3 ) 3 Al, TMA) as a raw material for H 3 ) 3 Ga, TMG) and Al, and trimethyl indium ((CH 3 ) 3 I as a raw material for In.
n, TMI), and NH 3 as a raw material of N. As the carrier gas, for example, H 2 is used. As for the dopant, for example, silane (SiH 4 ) is used as an n-type dopant, and bis = methylcyclopentadienyl magnesium ((CH
3 C 5 H 4 ) 2 Mg) or bis = cyclopentadienyl magnesium ((C 5 H 5 ) 2 Mg) is used.

【0071】次に、上述のようにしてGaN系半導体層
を成長させたc面サファイア基板1をMOCVD装置か
ら取り出す。そして、p型GaNコンタクト層12の全
面に例えばCVD法、真空蒸着法、スパッタリング法な
どにより例えば厚さが0.1μmのSiO2 膜(図示せ
ず)を形成した後、このSiO2 膜上にリソグラフィー
によりメサ部の形状に対応した所定形状のレジストパタ
ーン(図示せず)を形成し、このレジストパターンをマ
スクとして、例えばフッ酸系のエッチング液を用いたウ
エットエッチング、または、CF4 やCHF3 などのフ
ッ素を含むエッチングガスを用いたRIE法によりSi
2 膜をエッチングし、パターニングする。次に、この
所定形状のSiO2 膜をマスクとして例えばRIE法に
よりn型GaNコンタクト層4に達するまでエッチング
を行う。このRIEのエッチングガスとしては例えば塩
素系ガスを用いる。このエッチングにより、n型GaN
コンタクト層4の上層部、n型AlGaNクラッド層
5、n型GaN光導波層6、活性層7、アンドープIn
GaN劣化防止層8、p型AlGaNキャップ層9、p
型GaN光導波層10、p型AlGaNクラッド層11
およびp型GaNコンタクト層12がメサ形状にパター
ニングされる。
Next, the c-plane sapphire substrate 1 on which the GaN-based semiconductor layer has been grown as described above is taken out of the MOCVD apparatus. Then, the entire surface, for example, the CVD method of the p-type GaN contact layer 12, a vacuum deposition method, after the example of thickness such as a sputtering method to form a 0.1 [mu] m SiO 2 film (not shown), in the SiO 2 film A resist pattern (not shown) having a predetermined shape corresponding to the shape of the mesa portion is formed by lithography, and using this resist pattern as a mask, for example, wet etching using a hydrofluoric acid-based etchant, or CF 4 or CHF 3 RIE using an etching gas containing fluorine such as
The O 2 film is etched and patterned. Next, using the SiO 2 film of a predetermined shape as a mask, etching is performed by, for example, RIE until the n-type GaN contact layer 4 is reached. As the RIE etching gas, for example, a chlorine-based gas is used. By this etching, n-type GaN
Upper layer of contact layer 4, n-type AlGaN cladding layer 5, n-type GaN optical waveguide layer 6, active layer 7, undoped In
GaN degradation prevention layer 8, p-type AlGaN cap layer 9, p
-Type GaN optical waveguide layer 10, p-type AlGaN cladding layer 11
And p-type GaN contact layer 12 is patterned into a mesa shape.

【0072】次に、エッチングマスクとして用いたSi
2 膜をエッチング除去した後、再び基板全面に例えば
CVD法、真空蒸着法、スパッタリング法などにより例
えば厚さが0.2μmのSiO2 膜(図示せず)を形成
した後、このSiO2 膜上にリソグラフィーによりリッ
ジ部に対応する所定形状のレジストパターン(図示せ
ず)を形成し、このレジストパターンをマスクとして、
例えばフッ酸系のエッチング液を用いたウエットエッチ
ング、または、CF4 やCHF3 などのフッ素を含むエ
ッチングガスを用いたRIE法によりSiO2 膜をエッ
チングし、リッジ部に対応する形状とする。
Next, the Si used as an etching mask
After the O 2 film is removed by etching, for example, CVD on the entire surface of the substrate again, a vacuum deposition method, after the example of thickness such as a sputtering method to form a 0.2 [mu] m SiO 2 film (not shown), the SiO 2 film A resist pattern (not shown) having a predetermined shape corresponding to the ridge portion is formed thereon by lithography, and using this resist pattern as a mask,
For example, the SiO 2 film is etched by wet etching using a hydrofluoric acid-based etchant or RIE using an etching gas containing fluorine such as CF 4 or CHF 3 to have a shape corresponding to the ridge portion.

【0073】次に、このSiO2 膜をマスクとしてRI
E法によりp型AlGaNクラッド層11の厚さ方向の
所定の深さまでエッチングを行うことによりリッジ13
を形成する。このRIEのエッチングガスとしては例え
ば塩素系ガスを用いる。
Next, using this SiO 2 film as a mask, RI
The ridge 13 is etched by etching to a predetermined depth in the thickness direction of the p-type AlGaN cladding layer 11 by the E method.
To form As the RIE etching gas, for example, a chlorine-based gas is used.

【0074】次に、エッチングマスクとして用いたSi
2 膜をエッチング除去した後、基板全面に例えばCV
D法、真空蒸着法、スパッタリング法などにより例えば
厚さが0.3μmのSiO2 膜のような絶縁膜14を成
膜する。
Next, the Si used as an etching mask
After the O 2 film is removed by etching, for example, CV
An insulating film 14 such as a SiO 2 film having a thickness of, for example, 0.3 μm is formed by a method D, a vacuum evaporation method, a sputtering method, or the like.

【0075】次に、リソグラフィーによりn側電極形成
領域を除いた領域の絶縁膜14の表面を覆うレジストパ
ターン(図示せず)を形成する。次に、このレジストパ
ターンをマスクとして絶縁膜14をエッチングすること
により、開口14bを形成する。
Next, a resist pattern (not shown) is formed by lithography to cover the surface of the insulating film 14 excluding the n-side electrode formation region. Next, the opening 14b is formed by etching the insulating film 14 using the resist pattern as a mask.

【0076】次に、レジストパターンを残したままの状
態で基板全面に例えば真空蒸着法によりTi膜、Pt膜
およびAu膜を順次形成した後、レジストパターンをそ
の上に形成されたTi膜、Pt膜およびAu膜とともに
除去する(リフトオフ)。これによって、絶縁膜14の
開口14bを通じてn型GaNコンタクト層4にコンタ
クトしたn側電極16が形成される。ここで、このn側
電極16を構成するTi膜、Pt膜およびAu膜の厚さ
は例えばそれぞれ10nm、50nmおよび100nm
である。次に、n側電極16をオーミック接触させるた
めのアロイ処理を行う。
Next, a Ti film, a Pt film, and an Au film are sequentially formed on the entire surface of the substrate by, for example, a vacuum deposition method while the resist pattern is left, and then the resist pattern is formed on the Ti film, Pt film formed thereon. It is removed together with the film and the Au film (lift-off). As a result, an n-side electrode 16 contacting the n-type GaN contact layer 4 through the opening 14b of the insulating film 14 is formed. Here, the thicknesses of the Ti film, Pt film and Au film constituting the n-side electrode 16 are, for example, 10 nm, 50 nm and 100 nm, respectively.
It is. Next, an alloy process for bringing the n-side electrode 16 into ohmic contact is performed.

【0077】次に、同様なプロセスで、リッジ13の上
の部分の絶縁膜14をエッチング除去して開口14aを
形成した後、n側電極16と同様にして、この開口14
aを通じてp型GaNコンタクト層12にコンタクトし
たPd/Pt/Au構造のp側電極15を形成する。次
に、p側電極15をオーミック接触させるためのアロイ
処理を行う。
Next, in a similar process, the insulating film 14 on the ridge 13 is removed by etching to form an opening 14 a, and the opening 14 a is formed in the same manner as the n-side electrode 16.
A p-side electrode 15 having a Pd / Pt / Au structure in contact with the p-type GaN contact layer 12 through a is formed. Next, an alloy process for bringing the p-side electrode 15 into ohmic contact is performed.

【0078】次に、上述のようにしてレーザ構造および
電極が形成された基板を図5に示すようにバー状に劈開
することにより、図6および図7に示すように、共振器
端面17、18を形成する。次に、このようにして得ら
れたバーをプラズマを発生させることができる装置の処
理室に導入する。ここでは、プラズマ処理を行うことが
できるほか、AlターゲットおよびTiターゲットを備
えていてスパッタリング法による成膜を行うことも可能
な電子サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマ装置を用
いるものとする。
Next, the substrate on which the laser structure and the electrodes are formed as described above is cleaved into a bar shape as shown in FIG. 5, thereby obtaining the cavity end face 17 as shown in FIGS. 18 are formed. Next, the bar thus obtained is introduced into a processing chamber of an apparatus capable of generating plasma. Here, an electron cyclotron resonance (ECR) plasma apparatus which can perform plasma treatment and has an Al target and a Ti target and can perform film formation by a sputtering method is used.

【0079】次に、ECRプラズマ装置の処理室内を高
真空、具体的には例えば1×10-4Pa以下の圧力にな
るまで十分に真空排気し、プラズマが発生しやすい状態
にする。この高真空中でまず、好適には100℃以上、
より好適には200℃以上400℃以下の温度でバーを
加熱し、共振器端面17、18に付着している水分や汚
染物質などを可能な限り除去しておく。次に、処理室内
に不活性ガス、例えばアルゴン(Ar)ガスを導入し、
Arプラズマを生成する。このArプラズマが生成され
た状態における処理室内の圧力は、好適には例えば1×
10-2Pa程度になるようにする。また、プラズマ自身
は、窒化物系III−V族化合物半導体を用いた半導体
レーザに対してダメージを与えるので、好適にはバーを
保持している部分には電圧を印加しないようにする。言
い換えれば、プラズマ生成により自然に生じるセルフバ
イアスのみとする。プラズマのエネルギーは、好適には
100kW・s以上500kW・s以下とする。また、
このときのプラズマ出力は好適には1kW以下、より好
適には800W以下、さらに好適には500W以下と
し、好適には50W以上にする。また、暴露時間は好適
には1分間以上、より好適には5分間以上、さらに好適
には10分間以上とする。このArプラズマ処理は、バ
ーをヒータなどにより加熱しないで行う。このArプラ
ズマ処理は、好適には、フロント側の共振器端面17お
よびリア側の共振器端面18の両者に対して行うが、最
低限、光が取り出されるフロント側の共振器端面17の
み行うことにより端面劣化をかなりの程度防止すること
ができる。
Next, the inside of the processing chamber of the ECR plasma apparatus is sufficiently evacuated to a high vacuum, specifically, a pressure of, for example, 1 × 10 −4 Pa or less, so that plasma is easily generated. First in this high vacuum, preferably 100 ° C. or higher,
More preferably, the bar is heated at a temperature of 200 ° C. or more and 400 ° C. or less, and moisture and contaminants adhering to the resonator end faces 17 and 18 are removed as much as possible. Next, an inert gas, for example, an argon (Ar) gas is introduced into the processing chamber,
An Ar plasma is generated. The pressure in the processing chamber when the Ar plasma is generated is preferably, for example, 1 ×
It is set to about 10 −2 Pa. In addition, since the plasma itself damages a semiconductor laser using a nitride III-V compound semiconductor, it is preferable not to apply a voltage to a portion holding the bar. In other words, only the self-bias generated naturally by the plasma generation is used. The energy of the plasma is preferably 100 kW · s or more and 500 kW · s or less. Also,
The plasma output at this time is preferably 1 kW or less, more preferably 800 W or less, still more preferably 500 W or less, and preferably 50 W or more. The exposure time is preferably at least 1 minute, more preferably at least 5 minutes, even more preferably at least 10 minutes. This Ar plasma treatment is performed without heating the bar with a heater or the like. This Ar plasma treatment is preferably performed on both the front-side resonator end face 17 and the rear-side resonator end face 18, but at a minimum, only the front-side resonator end face 17 from which light is extracted is performed. Thereby, the end face deterioration can be prevented to a considerable extent.

【0080】上述のようにして共振器端面17、18を
Arプラズマにより処理した後、共振器端面17、18
の保護のために端面コート材を共振器端面17、18に
成膜する。具体的には、図4に示すように、フロント側
の共振器端面17には上記の材料および厚さの端面コー
ト膜19を形成し、リア側の共振器端面18には上記の
材料および厚さの端面コート膜20を形成する。これら
の端面コート膜19、20の形成は、好適には、ECR
プラズマ装置の処理室内で上述のArプラズマ処理に続
いて、真空状態のまま、ECRプラズマスパッタリング
により行う。
After treating the resonator end faces 17 and 18 with Ar plasma as described above, the resonator end faces 17 and 18 are processed.
The end face coating material is formed on the resonator end faces 17 and 18 to protect the end faces. Specifically, as shown in FIG. 4, an end face coating film 19 having the above-described material and thickness is formed on the front-side resonator end face 17, and the above-described material and thickness are formed on the rear-side resonator end face 18. The end face coat film 20 is formed. The formation of these end face coat films 19 and 20 is preferably performed by ECR.
After the above-described Ar plasma treatment in the processing chamber of the plasma apparatus, the plasma treatment is performed by ECR plasma sputtering in a vacuum state.

【0081】次に、このようにして端面コート膜19、
20を形成したバーを装置外に取り出し、このバーをペ
レタイズすることにより、図3および図4に示すように
レーザチップを作製する。この後、このレーザチップの
パッケージングを行って、目的とするリッジ構造および
SCH構造を有するGaN系半導体レーザが製造され
る。
Next, in this manner, the end face coat film 19,
The bar on which 20 is formed is taken out of the apparatus, and the bar is pelletized to produce a laser chip as shown in FIGS. Thereafter, the laser chip is packaged to manufacture a GaN-based semiconductor laser having a target ridge structure and SCH structure.

【0082】図8に、共振器端面17、18を形成した
後、真空中において200℃で20分間加熱を行い、引
き続いてArプラズマ処理を500Wで10分間行った
GaN系半導体レーザの寿命試験の結果を示す。比較の
ため、共振器端面17、18にこれらの処理を行ってい
ないGaN系半導体レーザの寿命試験の結果を図9に示
す。ただし、寿命試験は60℃、30mWの条件で行っ
た。図8および図9を比較すると明らかなように、加熱
処理およびArプラズマ処理を行っていないGaN系半
導体レーザ(図9)では、通電を始めてから短時間で動
作電流の増加が観測され、破壊に至るが、加熱処理およ
びArプラズマ処理を行ったGaN系半導体レーザ(図
8)では、通電中に動作電流の増加はほとんど生じてお
らず、寿命も格段に伸びていることが分かる。
FIG. 8 shows a life test of a GaN-based semiconductor laser in which the cavity end faces 17 and 18 were formed, heated at 200 ° C. in vacuum for 20 minutes, and subsequently subjected to Ar plasma treatment at 500 W for 10 minutes. The results are shown. For comparison, FIG. 9 shows the results of a life test of a GaN-based semiconductor laser in which these treatments were not performed on the cavity end faces 17 and 18. However, the life test was performed at 60 ° C. and 30 mW. As is apparent from a comparison between FIGS. 8 and 9, in the GaN-based semiconductor laser without the heat treatment and the Ar plasma treatment (FIG. 9), an increase in the operating current is observed in a short time after energization is started, and the breakdown is caused. However, in the GaN-based semiconductor laser (FIG. 8) that has been subjected to the heat treatment and the Ar plasma treatment, the operating current hardly increases during energization, and the life is significantly extended.

【0083】図10に、共振器端面17、18を形成し
た後、真空中において200℃で20分間加熱を行い、
引き続いてArプラズマ処理を500Wで10分間行っ
たGaN系半導体レーザの60℃、30mWの条件下で
140時間通電後の光出力(L)−電流(I)特性の測
定結果を示す。比較のため、共振器端面17、18にこ
れらの処理を行っていないGaN系半導体レーザの同様
なL−I特性の測定結果を図11に示す。ただし、測定
は25℃、連続発振の条件で行った。図10および図1
1を比較すると明らかなように、加熱処理およびArプ
ラズマ処理を行っていないGaN系半導体レーザ(図1
1)では、通電前はほぼ理想的なL−I特性を有してい
たが、140時間通電後にはL−I特性が大幅に悪化
し、キンクレベルの低下、動作電流の増加、外部量子効
率の低下、熱飽和レベルの低下などが発生するが、加熱
処理およびArプラズマ処理を行ったGaN系半導体レ
ーザ(図10)では、140時間通電後においても、L
−I特性は通電前とほとんど変化しておらず、キンクレ
ベルの低下、動作電流の増加、外部量子効率の低下、熱
飽和レベルの低下などのいずれも生じていない。
FIG. 10 shows that after forming the cavity end faces 17 and 18, heating is performed at 200 ° C. for 20 minutes in a vacuum.
Next, the measurement results of the optical output (L) -current (I) characteristics of the GaN-based semiconductor laser subjected to Ar plasma treatment at 500 W for 10 minutes after energizing for 140 hours at 60 ° C. and 30 mW are shown. For comparison, FIG. 11 shows measurement results of similar LI characteristics of a GaN-based semiconductor laser in which these treatments have not been performed on the cavity end faces 17 and 18. However, the measurement was performed under the condition of 25 ° C. and continuous oscillation. FIG. 10 and FIG.
1 clearly shows that the GaN-based semiconductor laser not subjected to the heat treatment and the Ar plasma treatment (FIG. 1)
In 1), almost ideal LI characteristics were obtained before energization, but after 140 hours of energization, the LI characteristics deteriorated significantly, resulting in a decrease in kink level, an increase in operating current, and an increase in external quantum efficiency. Of the GaN-based semiconductor laser (FIG. 10) that has been subjected to the heat treatment and the Ar plasma treatment,
The -I characteristic has hardly changed from that before energization, and none of the reduction of the kink level, the increase of the operating current, the reduction of the external quantum efficiency, the reduction of the thermal saturation level, and the like have occurred.

【0084】共振器端面17、18を形成した後、真空
中において200℃で20分間加熱を行い、引き続いて
Arプラズマ処理を500Wで10分間行ったGaN系
半導体レーザの寿命試験(60℃、30mW)を行った
後の共振器端面17、18の端面コート膜19、20の
断面を透過型電子顕微鏡により観察したところ、端面コ
ート膜19、20のはがれは観測されず、良好な密着性
が得られていることが確認された。一方、加熱処理およ
びArプラズマ処理を行っていないGaN系半導体レー
ザについて寿命試験(60℃、30mW)を行った後に
同様な観察を行ったところ、端面コート膜19、20の
はがれが観測され、密着性が悪いことが確認された。
After forming the cavity end faces 17 and 18, heating was performed in vacuum at 200 ° C. for 20 minutes, and subsequently, Ar plasma treatment was performed at 500 W for 10 minutes, and a life test (60 ° C., 30 mW) of the GaN-based semiconductor laser was performed. ), The cross sections of the end face coating films 19 and 20 of the resonator end faces 17 and 18 were observed by a transmission electron microscope. As a result, no peeling of the end face coating films 19 and 20 was observed, and good adhesion was obtained. Was confirmed. On the other hand, when a life test (60 ° C., 30 mW) was performed on a GaN-based semiconductor laser that had not been subjected to the heat treatment and the Ar plasma treatment, similar observations were made, and peeling of the end face coat films 19 and 20 was observed. It was confirmed that sex was bad.

【0085】上記のように加熱処理およびArプラズマ
処理を行ったGaN系半導体レーザにおいて端面コート
膜19、20の密着性が良好な理由については、現状で
は完全には解明されていないが、一つのモデルとして次
のようなものが考えられる。すなわち、図12Aに示す
ように、劈開により形成された共振器端面17、18に
は、nmオーダの大きさの凹凸(以下「ナノ・ラフネ
ス」という。)が存在する。この共振器端面17、18
にArプラズマ処理を施すと、図12Bに示すように、
Arイオンの衝突によるスパッタ効果によりナノ・ラフ
ネスが軽減され、あるいはほとんどなくなり、共振器端
面17、18の平坦性が向上する。このため、この平坦
性が良好となった共振器端面17、18に端面コート膜
19、20を形成した場合、良好な密着性が得られるも
のと考えられる。
The reason why the adhesion between the end face coat films 19 and 20 is good in the GaN-based semiconductor laser which has been subjected to the heat treatment and the Ar plasma treatment as described above has not been completely elucidated at present. The following can be considered as a model. That is, as shown in FIG. 12A, the cavity facets 17 and 18 formed by cleavage have irregularities of the order of nm (hereinafter referred to as “nano roughness”). The resonator end faces 17, 18
Is subjected to Ar plasma treatment, as shown in FIG.
Nano roughness is reduced or almost eliminated by the sputtering effect due to the collision of Ar ions, and the flatness of the cavity end faces 17 and 18 is improved. For this reason, when the end face coat films 19 and 20 are formed on the resonator end faces 17 and 18 having the improved flatness, it is considered that good adhesion is obtained.

【0086】以上のように、この第1の実施形態によれ
ば、共振器端面17、18を形成した後に真空中におい
て加熱処理を行って可能な限り清浄化を行った上でこの
共振器端面17、18にArプラズマ処理を施してより
完全な清浄化を行い、その後に途中で大気にさらすこと
なくこの共振器端面17、18に端面コート膜19、2
0を形成しているので、これらの端面コート膜19、2
0の密着性の大幅な向上を図ることができる。このた
め、共振器端面17、18の端面劣化を効果的に抑制す
ることができ、通電中の動作電流の増加を抑制すること
ができ、GaN系半導体レーザの寿命の大幅な向上を図
ることができる。また、GaN系半導体レーザの歩留ま
りの向上を図ることもできる。また、L−I特性の経時
変化も効果的に抑制することができ、GaN系半導体レ
ーザの信頼性の向上を図ることができる。さらに、動作
電流の増加が少なくなることにより、通電中の相対雑音
強度(RIN)の増加を抑えることができる。
As described above, according to the first embodiment, after forming the resonator end faces 17 and 18, heat treatment is performed in a vacuum to purify the resonator end faces 17 and 18 as much as possible. Ar plasma treatment is performed on the surfaces 17 and 18 to perform more complete cleaning, and thereafter, the end surfaces of the resonators 17 and 18 are coated with the end surface coating films 19 and 2 without being exposed to the air.
0, these end face coat films 19, 2
The adhesion of 0 can be greatly improved. For this reason, the end faces of the resonator end faces 17 and 18 can be effectively suppressed from deteriorating, an increase in operating current during energization can be suppressed, and the life of the GaN-based semiconductor laser can be greatly improved. it can. Further, the yield of the GaN-based semiconductor laser can be improved. In addition, a temporal change in the LI characteristic can be effectively suppressed, and the reliability of the GaN-based semiconductor laser can be improved. Further, since the increase in the operating current is reduced, the increase in the relative noise intensity (RIN) during energization can be suppressed.

【0087】次に、この発明の第2の実施形態によるG
aN系半導体レーザの製造方法について説明する。第1
の実施形態においては、共振器端面17、18を形成し
た後、この共振器端面17、18にArプラズマ処理を
施す前に真空中において加熱処理を行っているが、この
第2の実施形態においてはこの加熱処理を行わない。す
なわち、共振器端面17、18を形成した後、この共振
器端面17、18に直ちにArプラズマ処理を行う。こ
のArプラズマ処理の条件は第1の実施形態と同様であ
る。その他のことは、第1の実施形態と同様である。こ
の第2の実施形態によっても、第1の実施形態と同様の
利点を得ることができる。
Next, G according to the second embodiment of the present invention will be described.
A method for manufacturing an aN-based semiconductor laser will be described. First
In the second embodiment, after the resonator end faces 17 and 18 are formed, the heat treatment is performed in a vacuum before performing the Ar plasma treatment on the resonator end faces 17 and 18. However, in the second embodiment, Does not perform this heat treatment. That is, after the resonator end faces 17 and 18 are formed, the resonator end faces 17 and 18 are immediately subjected to Ar plasma treatment. The conditions for this Ar plasma treatment are the same as in the first embodiment. Other points are the same as in the first embodiment. According to the second embodiment, advantages similar to those of the first embodiment can be obtained.

【0088】次に、この発明の第3の実施形態によるG
aN系半導体レーザの製造方法について説明する。この
第3の実施形態においては、共振器端面17、18を形
成した後、この共振器端面17、18にArプラズマ処
理を施すが、この際にバーを好適には100℃以上、よ
り好適には200℃以上、好適には400℃以下の温度
に加熱しておく。その他のことは、第1の実施形態と同
様である。この第3の実施形態によっても、第1の実施
形態と同様の利点を得ることができる。
Next, G according to the third embodiment of the present invention will be described.
A method for manufacturing an aN-based semiconductor laser will be described. In the third embodiment, after forming the resonator end faces 17 and 18, the resonator end faces 17 and 18 are subjected to Ar plasma treatment. At this time, the bar is preferably set to 100 ° C. or more, more preferably. Is heated to a temperature of 200 ° C. or more, preferably 400 ° C. or less. Other points are the same as in the first embodiment. According to the third embodiment, advantages similar to those of the first embodiment can be obtained.

【0089】次に、この発明の第4の実施形態によるG
aN系半導体レーザの製造方法について説明する。この
第4の実施形態においては、第1の実施形態と同様に、
レーザ構造および電極が形成された基板をバー状に劈開
することにより共振器端面17、18を形成する。
Next, G according to the fourth embodiment of the present invention will be described.
A method for manufacturing an aN-based semiconductor laser will be described. In the fourth embodiment, as in the first embodiment,
The substrate on which the laser structure and the electrodes are formed is cleaved into a bar shape to form cavity end faces 17 and 18.

【0090】次に、このようにして得られたバーを真空
中で端面コーティングを行うことができる装置の処理室
に導入する。ここでは、AlターゲットおよびTiター
ゲットを備えていてスパッタリング法による成膜が可能
なECRプラズマ装置を用いるものとする。
Next, the bar thus obtained is introduced into a processing chamber of an apparatus capable of performing end face coating in a vacuum. Here, an ECR plasma apparatus that includes an Al target and a Ti target and can form a film by a sputtering method is used.

【0091】次に、ECRプラズマ装置の処理室内を高
真空、具体的には例えば1×10-4Pa以下の圧力にな
るまで十分に真空排気し、プラズマが発生しやすい状態
にする。この高真空中でまず、好適には100℃以上、
より好適には200℃以上400℃以下の温度でバーを
加熱し、共振器端面17、18に付着している水分や汚
染物質などを可能な限り除去しておく。次に、処理室内
に例えばArガスおよびO2 ガスを導入し、Arプラズ
マおよび酸素プラズマを生成する。そして、Alターゲ
ットを用いてECRプラズマスパッタリングを行うこと
により、図13に示すように、共振器端面17、18上
に密着層となるAlOx 膜21(ただし、0<x<1.
5)を成膜する。ここでは、共振器端面17、18の両
方にAlOx 膜21を成膜するが、このAlOx 膜21
の成膜は、少なくともフロント側の共振器端面17に行
うだけでも実用上十分な効果を得ることができる。この
AlOx 膜21は、連続膜であっても、島(アイラン
ド)状の微粒子からなるものであってもよい。このAl
x 膜21が連続膜の場合、特にxの値が小さいとき
は、半導体レーザの動作時にこのAlOx 膜21による
光の吸収を十分に低く抑えるために、好適には5nm以
下、より好適には2nm以下に選ばれる。一方、このA
lOx 膜21が微粒子からなる場合には、xの値にもよ
るが、この微粒子の高さは例えば10nm以下に選ばれ
る。なお、AlOx 膜21を連続膜とするか、微粒子状
とするかは、成膜条件(温度、厚さなど)により容易に
制御することが可能である。
Next, the processing chamber of the ECR plasma apparatus is sufficiently evacuated to a high vacuum, specifically, for example, a pressure of 1 × 10 −4 Pa or less, so that plasma is easily generated. First in this high vacuum, preferably 100 ° C. or higher,
More preferably, the bar is heated at a temperature of 200 ° C. or more and 400 ° C. or less, and moisture and contaminants adhering to the resonator end faces 17 and 18 are removed as much as possible. Next, for example, Ar gas and O 2 gas are introduced into the processing chamber to generate Ar plasma and oxygen plasma. Then, by performing ECR plasma sputtering using an Al target, as shown in FIG. 13, an AlO x film 21 (provided that 0 <x <1.
5) is formed. Here, forming the AlO x film 21 on both cavity end faces 17 and 18, the AlO x film 21
Can be obtained at least on the front end face 17 of the resonator. The AlO x film 21 may be a continuous film or may be made of fine particles in the form of islands (islands). This Al
When the O x film 21 is a continuous film, particularly when the value of x is small, it is preferably 5 nm or less, more preferably 5 nm or less, in order to sufficiently suppress the absorption of light by the AlO x film 21 during operation of the semiconductor laser. Is selected to be 2 nm or less. On the other hand, this A
When the 10 x film 21 is made of fine particles, the height of the fine particles is selected to be, for example, 10 nm or less, depending on the value of x. Whether the AlO x film 21 is a continuous film or a fine particle can be easily controlled by film forming conditions (temperature, thickness, etc.).

【0092】上述のようにして共振器端面17、18上
にAlOx 膜21を成膜した後、第1の実施形態と同様
にして、図14に示すように、フロント側の共振器端面
17にはAlOx 膜21を介して端面コート膜19を形
成し、リア側の共振器端面18にはAlOx 膜21を介
して端面コート膜20を形成する。これらの端面コート
膜19、20の形成は、好適には、ECRプラズマ装置
の処理室内で上述のAlOx 膜21の成膜に続いて、真
空状態のまま、ECRプラズマスパッタリングにより行
う。
After the AlO x film 21 is formed on the resonator end faces 17 and 18 as described above, as shown in FIG. 14, the front side resonator end face 17 is formed in the same manner as in the first embodiment. An end face coat film 19 is formed via an AlO x film 21 and an end face coat film 20 is formed on the rear-side resonator end face 18 via an AlO x film 21. The formation of these end face coat films 19 and 20 is preferably performed by ECR plasma sputtering in a processing chamber of an ECR plasma apparatus, in a vacuum state, following the formation of the AlO x film 21 described above.

【0093】次に、このようにして端面コート膜19、
20を形成したバーをペレタイズすることによりレーザ
チップを作製し、このレーザチップのパッケージングを
行って、目的とするリッジ構造およびSCH構造を有す
るGaN系半導体レーザが製造される。
Next, the end surface coat film 19,
A laser chip is manufactured by pelletizing the bar on which 20 is formed, and the laser chip is packaged to manufacture a GaN-based semiconductor laser having a target ridge structure and SCH structure.

【0094】共振器端面17、18を形成した後、真空
中において200℃で20分間加熱を行い、引き続いて
共振器端面17、18にAlOx 膜21を密着層として
形成し、その上に端面コート膜19、20を形成したG
aN系半導体レーザの寿命試験を行ったところ、図8と
同様な結果が得られ、通電中に動作電流の増加はほとん
ど生じておらず、寿命も格段に伸びていることが分かっ
た。
After the cavity end faces 17 and 18 are formed, heating is performed at 200 ° C. for 20 minutes in a vacuum. Subsequently, an AlO x film 21 is formed on the cavity end faces 17 and 18 as an adhesion layer. G formed with coating films 19 and 20
When the life test of the aN-based semiconductor laser was performed, the same result as in FIG. 8 was obtained, and it was found that the operating current hardly increased during the energization, and the life was significantly extended.

【0095】また、共振器端面17、18を形成した
後、真空中において200℃で20分間加熱を行い、引
き続いて共振器端面17、18にAlOx 膜21を密着
層として形成し、その上に端面コート膜19、20を形
成したGaN系半導体レーザの60℃、30mWの条件
下で140時間通電後の光出力(L)−電流(I)特性
を測定したところ、図10と同様な結果が得られ、14
0時間通電後においても、L−I特性は通電前とほとん
ど変化しておらず、キンクレベルの低下、動作電流の増
加、外部量子効率の低下、熱飽和レベルの低下などのい
ずれも生じていないことが分かった。
After the resonator end faces 17 and 18 are formed, heating is performed at 200 ° C. for 20 minutes in a vacuum, and then an AlO x film 21 is formed on the resonator end faces 17 and 18 as an adhesion layer. The optical output (L) -current (I) characteristics of the GaN-based semiconductor laser having the end face coat films 19 and 20 formed thereon after being energized for 140 hours under the conditions of 60 ° C. and 30 mW were measured. Is obtained, and 14
Even after the current supply for 0 hours, the LI characteristic hardly changes from that before the current supply, and neither a decrease in the kink level, an increase in the operating current, a decrease in the external quantum efficiency, nor a decrease in the thermal saturation level occurs. I understood that.

【0096】共振器端面17、18を形成した後、真空
中において200℃で20分間加熱を行い、引き続いて
共振器端面17、18にAlOx 膜21を密着層として
形成し、その上に端面コート膜19、20を形成したG
aN系半導体レーザの寿命試験(60℃、30mW)を
行った後の共振器端面17、18の端面コート膜19、
20の断面を透過型電子顕微鏡により観察したところ、
端面コート膜19、20のはがれは観測されず、良好な
密着性が得られていることが確認された。一方、加熱処
理および共振器端面17、18へのAlOx 膜21を介
した端面コート膜19、20の形成を行っていないGa
N系半導体レーザについて寿命試験(60℃、30m
W)を行った後に同様な観察を行ったところ、端面コー
ト膜19、20のはがれが観測され、密着性が悪いこと
が確認された。
After the resonator end faces 17 and 18 are formed, heating is performed at 200 ° C. for 20 minutes in a vacuum. Subsequently, an AlO x film 21 is formed on the resonator end faces 17 and 18 as an adhesion layer, and the end faces are formed thereon. G formed with coating films 19 and 20
After the life test (60 ° C., 30 mW) of the aN-based semiconductor laser, the end face coat films 19 on the cavity end faces 17, 18
Observation of the cross section of 20 with a transmission electron microscope showed that
Peeling of the end coat films 19 and 20 was not observed, and it was confirmed that good adhesion was obtained. On the other hand, Ga which has not been subjected to the heat treatment and the formation of the end face coat films 19 and 20 on the cavity end faces 17 and 18 via the AlO x film 21 is not performed.
Life test (60 ° C, 30m
When the same observation was performed after W), peeling of the end face coat films 19 and 20 was observed, and it was confirmed that the adhesion was poor.

【0097】また、端面コート膜19、20のはがれが
観測されなかった上記のGaN系半導体レーザについ
て、共振器端面17、18から端面コート膜19、20
の最下層のAl2 3 膜の部分の断面構造を透過型電子
顕微鏡により観察したところ、共振器端面17、18と
このAl2 3 膜との間には、一種の遷移層が存在する
ことが分かった。そこで、この遷移層の組成を電子エネ
ルギー損失分光(EELS)により調べたところ、Al
とAl2 3 との中間的な組成を有するAlOx膜21
であることが分かった。この結果から考えると、このA
lOx 膜21の存在が端面コート膜19、20の密着性
を向上させる役割を果たしていると考えることができ
る。
For the GaN-based semiconductor laser in which the peeling of the end face coat films 19 and 20 was not observed, the end face coat films 19 and 20 were removed from the cavity end faces 17 and 18.
When the cross-sectional structure of the lowermost layer of the Al 2 O 3 film was observed with a transmission electron microscope, a kind of transition layer was present between the cavity end faces 17 and 18 and this Al 2 O 3 film. I understood that. Then, when the composition of this transition layer was examined by electron energy loss spectroscopy (EELS), Al
AlO x film 21 having an intermediate composition between Al 2 O 3 and Al 2 O 3
It turned out to be. Considering this result, this A
It can be considered that the presence of the 10 x film 21 plays a role of improving the adhesion between the end face coat films 19 and 20.

【0098】上記のように加熱処理および共振器端面1
7、18へのAlOx 膜21を介した端面コート膜1
9、20の形成を行ったGaN系半導体レーザにおいて
端面コート膜19、20の密着性が良好な理由を説明す
る一つのモデルとして、次のようなものが考えられる。
すなわち、図15Aに示すように、劈開により形成され
た共振器端面17、18にはナノ・ラフネスが存在する
ことは、すでに述べたとおりである。この共振器端面1
7、18へのAlOx 膜21の形成を開始すると、図1
5Bに示すように、Arイオンの衝突によるスパッタ効
果によりナノ・ラフネスが軽減され、あるいはほとんど
なくなって共振器端面17、18の平坦性が向上すると
ともに、共振器端面17、18にAlとOとによりAl
x 膜21が形成される。そして、これらの共振器端面
17、18の平坦性の向上およびAlOx 膜21の存在
により、端面コート膜19、20の良好な密着性が得ら
れるものと考えられる。
As described above, the heat treatment and the cavity facet 1
End face coating film 1 via AlO x film 21 to 7 and 18
As one model for explaining the reason why the adhesion between the end face coat films 19 and 20 is good in the GaN-based semiconductor laser on which the formations 9 and 20 are formed, the following model can be considered.
That is, as shown in FIG. 15A, the nano-roughness exists on the cavity end faces 17 and 18 formed by cleavage, as described above. This resonator end face 1
When the formation of AlO x film 21 on layers 7 and 18 is started, FIG.
As shown in FIG. 5B, the nano roughness is reduced or almost eliminated by the sputtering effect due to the collision of Ar ions, the flatness of the resonator end faces 17 and 18 is improved, and Al and O are added to the resonator end faces 17 and 18. By Al
An Ox film 21 is formed. It is considered that due to the improvement of the flatness of the resonator end faces 17 and 18 and the presence of the AlO x film 21, good adhesion between the end face coat films 19 and 20 can be obtained.

【0099】以上のように、この第4の実施形態によれ
ば、共振器端面17、18を形成した後に真空中におい
て加熱処理を行って可能な限り清浄化を行った上でこの
共振器端面17、18にArガスおよびO2 ガスを用い
るECRプラズマスパッタリングによりAlOx 膜21
を形成し、その後に途中で大気にさらすことなくこの共
振器端面17、18に端面コート膜19、20を形成し
ているので、これらの端面コート膜19、20の密着性
の大幅な向上を図ることができる。このため、共振器端
面17、18の端面劣化を効果的に抑制することがで
き、通電中の動作電流の増加を抑制することができ、G
aN系半導体レーザの寿命の大幅な向上を図ることがで
きる。また、GaN系半導体レーザの歩留まりの向上を
図ることもできる。また、L−I特性の経時変化も効果
的に抑制することができ、GaN系半導体レーザの信頼
性の向上を図ることができる。さらに、動作電流の増加
が少なくなることにより、通電中のRINの増加を抑え
ることができる。
As described above, according to the fourth embodiment, after forming the resonator end faces 17 and 18, heat treatment is performed in a vacuum to purify the resonator end faces 17 and 18 as much as possible. The AlO x film 21 is formed by ECR plasma sputtering using Ar gas and O 2 gas for 17 and 18.
Are formed, and the end face coat films 19 and 20 are formed on the end faces 17 and 18 of the resonator without being exposed to the air on the way. Therefore, the adhesion of the end face coat films 19 and 20 is greatly improved. Can be planned. For this reason, the end faces of the resonator end faces 17 and 18 can be effectively prevented from deteriorating, and an increase in operating current during energization can be suppressed.
The life of the aN-based semiconductor laser can be greatly improved. Further, the yield of the GaN-based semiconductor laser can be improved. In addition, a temporal change in the LI characteristic can be effectively suppressed, and the reliability of the GaN-based semiconductor laser can be improved. Further, since the increase in the operating current is reduced, the increase in RIN during energization can be suppressed.

【0100】次に、この発明の第5の実施形態によるG
aN系半導体レーザの製造方法について説明する。この
第5の実施形態においては、第1の実施形態と同様に、
レーザ構造および電極が形成された基板をバー状に劈開
することにより共振器端面17、18を形成した後、こ
のバーをプラズマ処理装置の処理室に移し、この処理室
内で共振器端面17、18のArプラズマ処理を行う。
次に、このArプラズマ処理を行ったバーをプラズマ処
理装置の処理室から成膜装置の成膜室に真空搬送した
後、この成膜室内で例えばスパッタリング法により共振
器端面17、18にAlOx 膜21を成膜し、引き続い
てその上に端面コート膜19、20を形成する。
Next, G according to the fifth embodiment of the present invention will be described.
A method for manufacturing an aN-based semiconductor laser will be described. In the fifth embodiment, as in the first embodiment,
After the substrate on which the laser structure and the electrodes are formed is cleaved into a bar shape to form resonator end faces 17 and 18, the bar is moved to a processing chamber of a plasma processing apparatus, and the resonator end faces 17 and 18 are set in the processing chamber. Ar plasma treatment is performed.
Next, AlO x bar making this Ar plasma treatment was vacuum transferred from the processing chamber of a plasma processing apparatus to the deposition chamber of the deposition apparatus, the cavity end face 17 by the film forming chamber, for example, a sputtering method A film 21 is formed, and subsequently, end face coat films 19 and 20 are formed thereon.

【0101】その他のことは、第1の実施形態および第
4の実施形態と同様であるので、説明を省略する。この
第5の実施形態によっても、第4の実施形態と同様な利
点を得ることができる。
The other points are the same as those of the first and fourth embodiments, and the description is omitted. According to the fifth embodiment, advantages similar to those of the fourth embodiment can be obtained.

【0102】以上、この発明の実施形態について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications based on the technical concept of the present invention are possible.

【0103】例えば、上述の第1〜第5の実施形態にお
いて挙げた数値、構造、基板、原料、プロセスなどはあ
くまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数
値、構造、基板、原料、プロセスなどを用いてもよい。
For example, the numerical values, structures, substrates, raw materials, processes, and the like described in the above-described first to fifth embodiments are merely examples, and different numerical values, structures, substrates, and raw materials may be used as necessary. , A process or the like may be used.

【0104】具体的には、例えば、上述の第1〜第5の
実施形態においては、プラズマ処理にECRプラズマ装
置を用いているが、必要に応じて、これと異なるプラズ
マ装置を用いてもよい。また、端面コート膜19、20
の形成には、ECRプラズマスパッタリング以外の方法
を用いても良い。
More specifically, for example, in the above-described first to fifth embodiments, an ECR plasma apparatus is used for the plasma processing, but a different plasma apparatus may be used if necessary. . Further, the end face coating films 19 and 20
The method other than ECR plasma sputtering may be used for the formation.

【0105】具体的には、例えば、上述の第1〜第5の
実施形態においては、レーザ構造を形成するn型層を基
板上に最初に積層し、その上にp型層を積層している
が、これと積層順序を逆にし、基板上に最初にp型層を
積層し、その上にn型層を積層した構造としてもよい。
Specifically, for example, in the above-described first to fifth embodiments, an n-type layer forming a laser structure is first stacked on a substrate, and a p-type layer is stacked thereon. However, the stacking order may be reversed so that a p-type layer is first stacked on a substrate and an n-type layer is stacked thereon.

【0106】また、上述の第1〜第5の実施形態におい
ては、c面サファイア基板を用いているが、必要に応じ
て、SiC基板、Si基板、スピネル基板、厚いGaN
層からなる基板などを用いてもよい。また、GaNバッ
ファ層の代わりに、AlNバッファ層やAlGaNバッ
ファ層を用いてもよい。
In the first to fifth embodiments, the c-plane sapphire substrate is used. However, if necessary, a SiC substrate, a Si substrate, a spinel substrate, a thick GaN substrate may be used.
A substrate composed of layers may be used. Further, instead of the GaN buffer layer, an AlN buffer layer or an AlGaN buffer layer may be used.

【0107】また、上述の第1〜第5の実施形態におい
ては、この発明をSCH構造のGaN系半導体レーザの
製造に適用した場合について説明したが、この発明は、
例えば、DH(Double Heterostructure)構造のGaN
系半導体レーザの製造に適用してもよいことはもちろ
ん、GaN系発光ダイオードの製造に適用してもよく、
さらにはGaN系FETやGaN系ヘテロ接合バイポー
ラトランジスタ(HBT)などの窒化物系III−V族
化合物半導体を用いた電子走行素子に適用してもよい。
In the first to fifth embodiments, the case where the present invention is applied to the manufacture of a GaN-based semiconductor laser having a SCH structure has been described.
For example, GaN with DH (Double Heterostructure) structure
Of course, it may be applied to the manufacture of GaN-based light emitting diodes,
Further, the present invention may be applied to an electron traveling device using a nitride III-V compound semiconductor such as a GaN-based FET or a GaN-based heterojunction bipolar transistor (HBT).

【0108】さらに、上述の第1〜第5の実施形態にお
いては、MOCVD法により成長を行う際のキャリアガ
スとしてH2 ガスを用いているが、必要に応じて、他の
キャリアガス、例えばH2 とN2 あるいはHe、Arガ
スなどとの混合ガスを用いてもよい。
Further, in the above-described first to fifth embodiments, H 2 gas is used as a carrier gas when growing by MOCVD. However, if necessary, another carrier gas, for example, H 2 gas is used. A mixed gas of 2 and N 2 or He or Ar gas may be used.

【0109】[0109]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、半導体レーザの共振器端面を形成した後、この共振
器端面を不活性ガスのプラズマ雰囲気に暴露し、あるい
は、真空中または不活性ガス雰囲気中における30℃以
上700℃以下の温度での加熱および共振器端面の不活
性ガスのプラズマ雰囲気への暴露、あるいは、30℃以
上700℃以下の温度での共振器端面の不活性ガスのプ
ラズマ雰囲気への暴露を行うようにしていることによ
り、通電中の動作電流の増加が極めて少なく、長寿命で
経時変化も極めて少ない、窒化物系III−V族化合物
半導体を用いた半導体レーザを容易に製造することがで
きる。
As described above, according to the present invention, after forming a cavity facet of a semiconductor laser, the cavity facet is exposed to a plasma atmosphere of an inert gas, Heating in a gas atmosphere at a temperature of 30 ° C. or more and 700 ° C. or less and exposure of the inert gas on the cavity end face to the plasma atmosphere, or removal of the inert gas on the cavity end face at a temperature of 30 ° C. or more and 700 ° C. or less By exposing to a plasma atmosphere, it is possible to easily manufacture a semiconductor laser using a nitride III-V compound semiconductor that has a very small increase in operating current during energization, a long life, and a very little change over time. Can be manufactured.

【0110】また、この発明によれば、半導体装置の端
面を形成した後、この端面を不活性ガスのプラズマ雰囲
気に暴露し、あるいは、真空中または不活性ガス雰囲気
中における30℃以上700℃以下の温度での加熱およ
び端面の不活性ガスのプラズマ雰囲気への暴露、あるい
は、30℃以上700℃以下の温度での端面の不活性ガ
スのプラズマ雰囲気への暴露を行うようにしていること
により、窒化物系III−V族化合物半導体を加工する
ことにより形成される端面の改善を図ることができると
ともに、この端面に端面コーティングを施す場合にその
密着性の向上を図ることができる。
Further, according to the present invention, after forming the end face of the semiconductor device, this end face is exposed to an inert gas plasma atmosphere, or 30 to 700 ° C. in a vacuum or an inert gas atmosphere. Heating at a temperature of and exposure to an inert gas plasma atmosphere at the end face, or exposure to an inert gas plasma atmosphere at the end face at a temperature of 30 ° C. or more and 700 ° C. or less. The end face formed by processing the nitride-based III-V compound semiconductor can be improved, and the adhesion can be improved when the end face is coated with the end face.

【0111】さらに、この発明によれば、半導体レーザ
の共振器端面あるいは半導体装置の端面を形成した後、
この共振器端面あるいは端面に密着層を介して端面コー
ティングを行うようにしていることにより、端面コート
膜の密着性の向上を図ることができ、通電中の動作電流
の増加が極めて少なく、長寿命で経時変化も極めて少な
い、窒化物系III−V族化合物半導体やその他の半導
体を用いた半導体レーザを容易に製造することができ、
あるいは、信頼性の高い半導体装置を実現することがで
きる。
Further, according to the present invention, after forming the cavity facet of the semiconductor laser or the facet of the semiconductor device,
Since the end face of the resonator or the end face is coated with an adhesion layer via an adhesion layer, the adhesion of the end face coat film can be improved, the operating current during energization is extremely small, and the life is long. The semiconductor laser using nitride-based III-V compound semiconductors and other semiconductors with very little change over time can be easily manufactured.
Alternatively, a highly reliable semiconductor device can be realized.

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

【図1】フロント側の共振器端面に凹凸の原因となる微
粒子が形成されているときのその微粒子の平均高さとエ
ネルギー反射率との関係を示す略線図である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a relationship between an average height of fine particles and an energy reflectance when fine particles causing irregularities are formed on a front end face of a resonator.

【図2】フロント側の共振器端面に凹凸の原因となる微
粒子が形成されているときのその微粒子の平均高さとエ
ネルギー反射率の変化との関係を示す略線図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a relationship between an average height of fine particles and a change in energy reflectance when fine particles causing irregularities are formed on a front end face of a resonator;

【図3】この発明の第1〜第4の実施形態により製造す
るGaN系半導体レーザの共振器長方向に垂直な方向の
断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a GaN-based semiconductor laser manufactured according to the first to fourth embodiments of the present invention, taken along a direction perpendicular to the cavity length direction.

【図4】この発明の第1〜第4の実施形態により製造す
るGaN系半導体レーザの共振器長方向に平行な方向の
断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a GaN-based semiconductor laser manufactured according to the first to fourth embodiments of the present invention, taken in a direction parallel to the cavity length direction.

【図5】この発明の第1の実施形態によるGaN系半導
体レーザの製造方法を説明するための斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view for explaining the method for manufacturing the GaN-based semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention.

【図6】この発明の第1の実施形態によるGaN系半導
体レーザの製造方法を説明するための斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view for explaining the method for manufacturing the GaN-based semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention.

【図7】この発明の第1の実施形態によるGaN系半導
体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 7 is a sectional view for explaining the method for manufacturing the GaN-based semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention.

【図8】この発明の第1の実施形態により製造されたG
aN系半導体レーザの寿命試験の結果を示す略線図であ
る。
FIG. 8 shows a G manufactured according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a result of a life test of an aN-based semiconductor laser.

【図9】この発明の第1の実施形態により製造されたG
aN系半導体レーザとの比較のために製造されたGaN
系半導体レーザの寿命試験の結果を示す略線図である。
FIG. 9 shows a G manufactured according to the first embodiment of the present invention.
GaN manufactured for comparison with aN-based semiconductor laser
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a result of a life test of a system semiconductor laser.

【図10】この発明の第1の実施形態により製造された
GaN系半導体レーザのL−I特性の測定結果を示す略
線図である。
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating measurement results of LI characteristics of a GaN-based semiconductor laser manufactured according to the first embodiment of the present invention.

【図11】この発明の第1の実施形態により製造された
GaN系半導体レーザとの比較のために製造されたGa
N系半導体レーザのL−I特性の測定結果を示す略線図
である。
FIG. 11 shows a Ga manufactured for comparison with a GaN-based semiconductor laser manufactured according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating measurement results of LI characteristics of an N-based semiconductor laser.

【図12】この発明の第1の実施形態においてAr処理
により端面コート膜の密着性が向上する理由を説明する
ための略線図である。
FIG. 12 is a schematic diagram for explaining the reason why the adhesion of the end face coat film is improved by Ar treatment in the first embodiment of the present invention.

【図13】この発明の第4の実施形態によるGaN系半
導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the GaN-based semiconductor laser according to the fourth embodiment of the present invention.

【図14】この発明の第4の実施形態によるGaN系半
導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the GaN-based semiconductor laser according to the fourth embodiment of the present invention.

【図15】この発明の第4の実施形態において共振器端
面へのAlOx 膜の成膜により端面コート膜の密着性が
向上する理由を説明するための略線図である。
FIG. 15 is a schematic diagram for explaining the reason why the adhesion of an end face coat film is improved by forming an AlO x film on a resonator end face in a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・c面サファイア基板、4・・・n型GaNコン
タクト層、5・・・n型AlGaNクラッド層、6・・
・n型GaN光導波層、7・・・活性層、8・・・アン
ドープInGaN劣化防止層、9・・・p型AlGaN
キャップ層、10・・・p型GaN光導波層、11・・
・p型AlGaNクラッド層、12・・・p型GaNコ
ンタクト層、13・・・リッジ、14・・・絶縁膜、1
5・・・p側電極、16・・・n側電極、17、18・
・・共振器端面、19、20・・・端面コート膜、21
・・・AlOx
1 ... c-plane sapphire substrate, 4 ... n-type GaN contact layer, 5 ... n-type AlGaN cladding layer, 6 ...
· N-type GaN optical waveguide layer, 7 ··· active layer, 8 ··· undoped InGaN degradation prevention layer, 9 ··· p-type AlGaN
Cap layer, 10 ... p-type GaN optical waveguide layer, 11 ...
-P-type AlGaN cladding layer, 12 ... p-type GaN contact layer, 13 ... ridge, 14 ... insulating film, 1
5 ... p-side electrode, 16 ... n-side electrode, 17, 18
..Resonator end faces, 19, 20 ... end face coating films, 21
... AlO x film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 昌夫 宮城県白石市白鳥3丁目53番地の2 ソニ ー白石セミコンダクタ株式会社内 (72)発明者 大藤 良夫 宮城県白石市白鳥3丁目53番地の2 ソニ ー白石セミコンダクタ株式会社内 (72)発明者 内田 史朗 宮城県白石市白鳥3丁目53番地の2 ソニ ー白石セミコンダクタ株式会社内 (72)発明者 冨谷 茂隆 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 森田 悦男 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 5F004 AA14 BA14 BD05 CA06 DA23 EB08 FA08 5F073 AA46 AA74 AA83 CA07 CB05 CB07 CB19 DA07 DA16 DA35 EA28  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masao Ikeda 3-53-2 Shiratori, Shiroishi City, Miyagi Prefecture Inside Sony Shiroishi Semiconductor Co., Ltd. (72) Inventor Yoshio Ohto 3-53-2 Shiratori, Shiraishi City, Miyagi Prefecture Inside Sony Shiroishi Semiconductor Co., Ltd. (72) Inventor Shiro Uchida 3-53-3, Shiratori, Shiroishi City, Miyagi Prefecture Inside Sony Shiroishi Semiconductor Co., Ltd. No. within Sony Corporation (72) Inventor Etsuo Morita 6-35, Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo F-term within Sony Corporation (reference) 5F004 AA14 BA14 BD05 CA06 DA23 EB08 FA08 5F073 AA46 AA74 AA83 CA07 CB05 CB07 CB19 DA07 DA16 DA35 EA28

Claims (117)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 窒化物系III−V族化合物半導体を用
いた半導体レーザの製造方法において、 上記半導体レーザの共振器端面を形成した後、この共振
器端面を不活性ガスのプラズマ雰囲気に暴露するように
したことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor laser using a nitride III-V compound semiconductor, comprising: forming a cavity facet of the semiconductor laser; and exposing the cavity facet to a plasma atmosphere of an inert gas. A method for manufacturing a semiconductor laser, characterized in that:
【請求項2】 上記不活性ガスのプラズマ雰囲気への暴
露を行った後、上記共振器端面を大気にさらすことな
く、上記共振器端面に端面コーティングを施すようにし
たことを特徴とする請求項1記載の半導体レーザの製造
方法。
2. An end face coating is applied to the resonator end face without exposing the resonator end face to the atmosphere after exposing the inert gas to a plasma atmosphere. 2. A method for manufacturing a semiconductor laser according to item 1.
【請求項3】 上記不活性ガスは希ガスおよび/または
窒素ガスであることを特徴とする請求項1記載の半導体
レーザの製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the inert gas is a rare gas and / or a nitrogen gas.
【請求項4】 上記希ガスはアルゴンガスであることを
特徴とする請求項3記載の半導体レーザの製造方法。
4. The method according to claim 3, wherein the rare gas is an argon gas.
【請求項5】 上記プラズマのエネルギーは0.5キロ
ワット秒以上900キロワット秒以下であることを特徴
とする請求項1記載の半導体レーザの製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the energy of the plasma is not less than 0.5 kilowatt seconds and not more than 900 kilowatt seconds.
【請求項6】 上記プラズマの出力は50ワット以上で
あることを特徴とする請求項5記載の半導体レーザの製
造方法。
6. The method according to claim 5, wherein an output of said plasma is 50 watts or more.
【請求項7】 上記プラズマの出力は100ワット以上
であることを特徴とする請求項5記載の半導体レーザの
製造方法。
7. The method according to claim 5, wherein an output of said plasma is 100 watts or more.
【請求項8】 上記プラズマの出力は1000ワット以
下であることを特徴とする請求項5記載の半導体レーザ
の製造方法。
8. The method according to claim 5, wherein an output of said plasma is 1000 watts or less.
【請求項9】 上記プラズマの出力は800ワット以下
であることを特徴とする請求項5記載の半導体レーザの
製造方法。
9. The method according to claim 5, wherein the output of the plasma is 800 watts or less.
【請求項10】 上記プラズマの出力は500ワット以
下であることを特徴とする請求項5記載の半導体レーザ
の製造方法。
10. The method according to claim 5, wherein the output of the plasma is 500 watts or less.
【請求項11】 上記不活性ガスのプラズマ雰囲気への
暴露時間は10秒間以上であることを特徴とする請求項
5記載の半導体レーザの製造方法。
11. The method according to claim 5, wherein the exposure time of the inert gas to the plasma atmosphere is 10 seconds or more.
【請求項12】 上記不活性ガスのプラズマ雰囲気への
暴露時間は1分間以上であることを特徴とする請求項5
記載の半導体レーザの製造方法。
12. The exposure time of the inert gas to the plasma atmosphere is 1 minute or more.
The manufacturing method of the semiconductor laser according to the above.
【請求項13】 上記不活性ガスのプラズマ雰囲気への
暴露時間は5分間以上であることを特徴とする請求項5
記載の半導体レーザの製造方法。
13. The exposure time of said inert gas to a plasma atmosphere is 5 minutes or more.
The manufacturing method of the semiconductor laser according to the above.
【請求項14】 上記不活性ガスのプラズマ雰囲気への
暴露時間は10分間以上であることを特徴とする請求項
5記載の半導体レーザの製造方法。
14. The method according to claim 5, wherein the exposure time of the inert gas to the plasma atmosphere is 10 minutes or more.
【請求項15】 上記不活性ガスのプラズマ雰囲気を形
成する前の処理室の圧力を1×10-4Pa以下とするこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体レーザの製造方
法。
15. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 1, wherein the pressure of the processing chamber before forming the plasma atmosphere of the inert gas is 1 × 10 −4 Pa or less.
【請求項16】 上記不活性ガスのプラズマ雰囲気を形
成した後の処理室の圧力を0.8×10-2Pa以上1.
2×10-2Pa以下とすることを特徴とする請求項1記
載の半導体レーザの製造方法。
16. The pressure in the processing chamber after forming the plasma atmosphere of the inert gas is 0.8 × 10 −2 Pa or more.
2. The method according to claim 1, wherein the pressure is not more than 2 × 10 −2 Pa.
【請求項17】 被処理物を自己バイアス状態に保持す
ることを特徴とする請求項1記載の半導体レーザの製造
方法。
17. The method according to claim 1, wherein the object to be processed is maintained in a self-biased state.
【請求項18】 窒化物系III−V族化合物半導体を
用いた半導体レーザの製造方法において、 上記半導体レーザの共振器端面を形成した後、真空中ま
たは不活性ガス雰囲気中において30℃以上700℃以
下の温度で加熱を行う工程と、 上記半導体レーザの共振器端面を形成した後、この共振
器端面を不活性ガスのプラズマ雰囲気に暴露する工程と
を有することを特徴とする半導体レーザの製造方法。
18. A method of manufacturing a semiconductor laser using a nitride-based III-V compound semiconductor, wherein after forming a cavity facet of the semiconductor laser, the semiconductor laser is heated to 30 ° C. or more and 700 ° C. in vacuum or an inert gas atmosphere A method of manufacturing a semiconductor laser, comprising: a step of heating at the following temperature; and a step of forming a cavity facet of the semiconductor laser and exposing the cavity facet to a plasma atmosphere of an inert gas after forming the cavity facet. .
【請求項19】 上記加熱および上記不活性ガスのプラ
ズマ雰囲気への暴露を行った後、上記共振器端面を大気
にさらすことなく、上記共振器端面に端面コーティング
を施すようにしたことを特徴とする請求項18記載の半
導体レーザの製造方法。
19. After the heating and the exposure of the inert gas to the plasma atmosphere, an end face coating is applied to the end face of the resonator without exposing the end face of the resonator to the atmosphere. 19. The method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 18, wherein:
【請求項20】 上記不活性ガスは希ガスおよび/また
は窒素ガスであることを特徴とする請求項18記載の半
導体レーザの製造方法。
20. The method according to claim 18, wherein the inert gas is a rare gas and / or a nitrogen gas.
【請求項21】 上記希ガスはアルゴンガスであること
を特徴とする請求項20記載の半導体レーザの製造方
法。
21. The method according to claim 20, wherein the rare gas is an argon gas.
【請求項22】 上記プラズマのエネルギーは0.5キ
ロワット秒以上900キロワット秒以下であることを特
徴とする請求項18記載の半導体レーザの製造方法。
22. The method according to claim 18, wherein the energy of the plasma is not less than 0.5 kilowatt seconds and not more than 900 kilowatt seconds.
【請求項23】 上記プラズマの出力は50ワット以上
であることを特徴とする請求項22記載の半導体レーザ
の製造方法。
23. The method according to claim 22, wherein the output of the plasma is 50 watts or more.
【請求項24】 上記プラズマの出力は100ワット以
上であることを特徴とする請求項22記載の半導体レー
ザの製造方法。
24. The method according to claim 22, wherein an output of said plasma is 100 watts or more.
【請求項25】 上記プラズマの出力は1000ワット
以下であることを特徴とする請求項22記載の半導体レ
ーザの製造方法。
25. The method according to claim 22, wherein the output of the plasma is 1000 watts or less.
【請求項26】 上記プラズマの出力は800ワット以
下であることを特徴とする請求項22記載の半導体レー
ザの製造方法。
26. The method according to claim 22, wherein the output of the plasma is 800 watts or less.
【請求項27】 上記プラズマの出力は500ワット以
下であることを特徴とする請求項22記載の半導体レー
ザの製造方法。
27. The method according to claim 22, wherein an output of said plasma is 500 watts or less.
【請求項28】 上記不活性ガスのプラズマ雰囲気への
暴露時間は10秒間以上であることを特徴とする請求項
22記載の半導体レーザの製造方法。
28. The method according to claim 22, wherein the exposure time of the inert gas to the plasma atmosphere is 10 seconds or more.
【請求項29】 上記不活性ガスのプラズマ雰囲気への
暴露時間は1分間以上であることを特徴とする請求項2
2記載の半導体レーザの製造方法。
29. The exposure time of the inert gas to the plasma atmosphere is 1 minute or more.
3. The method for manufacturing a semiconductor laser according to item 2.
【請求項30】 上記不活性ガスのプラズマ雰囲気への
暴露時間は5分間以上であることを特徴とする請求項2
2記載の半導体レーザの製造方法。
30. The exposure time of the inert gas to the plasma atmosphere is 5 minutes or more.
3. The method for manufacturing a semiconductor laser according to item 2.
【請求項31】 上記不活性ガスのプラズマ雰囲気への
暴露時間は10分間以上であることを特徴とする請求項
22記載の半導体レーザの製造方法。
31. The method according to claim 22, wherein the exposure time of the inert gas to the plasma atmosphere is 10 minutes or more.
【請求項32】 上記不活性ガスのプラズマ雰囲気を形
成する前の処理室の圧力を1×10-4Pa以下とするこ
とを特徴とする請求項18記載の半導体レーザの製造方
法。
32. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 18, wherein the pressure in the processing chamber before forming the plasma atmosphere of the inert gas is 1 × 10 −4 Pa or less.
【請求項33】 上記不活性ガスのプラズマ雰囲気を形
成した後の処理室の圧力を0.8×10-2Pa以上1.
2×10-2Pa以下とすることを特徴とする請求項18
記載の半導体レーザの製造方法。
33. The pressure of the processing chamber after forming the plasma atmosphere of the inert gas is 0.8 × 10 −2 Pa or more.
19. The pressure is set to 2 × 10 −2 Pa or less.
The manufacturing method of the semiconductor laser according to the above.
【請求項34】 被処理物を自己バイアス状態に保持す
ることを特徴とする請求項18記載の半導体レーザの製
造方法。
34. The method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 18, wherein the object is held in a self-biased state.
【請求項35】 30℃以上400℃以下の温度で上記
加熱を行うようにしたことを特徴とする請求項18記載
の半導体レーザの製造方法。
35. The method according to claim 18, wherein the heating is performed at a temperature of 30 ° C. or more and 400 ° C. or less.
【請求項36】 50℃以上700℃以下の温度で上記
加熱を行うようにしたことを特徴とする請求項18記載
の半導体レーザの製造方法。
36. The method according to claim 18, wherein the heating is performed at a temperature of 50 ° C. or more and 700 ° C. or less.
【請求項37】 50℃以上400℃以下の温度で上記
加熱を行うようにしたことを特徴とする請求項18記載
の半導体レーザの製造方法。
37. The method according to claim 18, wherein the heating is performed at a temperature of 50 ° C. or more and 400 ° C. or less.
【請求項38】 100℃以上700℃以下の温度で上
記加熱を行うようにしたことを特徴とする請求項18記
載の半導体レーザの製造方法。
38. The method according to claim 18, wherein the heating is performed at a temperature of 100 ° C. or more and 700 ° C. or less.
【請求項39】 100℃以上400℃以下の温度で上
記加熱を行うようにしたことを特徴とする請求項18記
載の半導体レーザの製造方法。
39. The method according to claim 18, wherein the heating is performed at a temperature of 100 ° C. or more and 400 ° C. or less.
【請求項40】 上記真空の圧力は1×10-4Pa以下
であることを特徴とする請求項18記載の半導体レーザ
の製造方法。
40. The method according to claim 18, wherein the vacuum pressure is 1 × 10 −4 Pa or less.
【請求項41】 上記不活性ガスは希ガスおよび/また
は窒素ガスであることを特徴とする請求項18記載の半
導体レーザの製造方法。
41. The method according to claim 18, wherein the inert gas is a rare gas and / or a nitrogen gas.
【請求項42】 上記希ガスはアルゴンガスであること
を特徴とする請求項41記載の半導体レーザの製造方
法。
42. The method according to claim 41, wherein the rare gas is an argon gas.
【請求項43】 窒化物系III−V族化合物半導体を
用いた半導体レーザの製造方法において、上記半導体レ
ーザの共振器端面を形成した後、この共振器端面を30
℃以上700℃以下の温度で不活性ガスのプラズマ雰囲
気に暴露するようにしたことを特徴とする半導体レーザ
の製造方法。
43. A method of manufacturing a semiconductor laser using a nitride III-V compound semiconductor, comprising: forming a cavity facet of the semiconductor laser;
A method for manufacturing a semiconductor laser, wherein the semiconductor laser is exposed to a plasma atmosphere of an inert gas at a temperature of from 700C to 700C.
【請求項44】 上記不活性ガスのプラズマ雰囲気への
暴露を行った後、上記共振器端面を大気にさらすことな
く、上記共振器端面に端面コーティングを施すようにし
たことを特徴とする請求項43記載の半導体レーザの製
造方法。
44. An end face coating is applied to the resonator end face without exposing the resonator end face to the atmosphere after exposing the inert gas to a plasma atmosphere. 44. The method for manufacturing a semiconductor laser according to 43.
【請求項45】 30℃以上400℃以下の温度で上記
不活性ガスのプラズマ雰囲気に暴露するようにしたこと
を特徴とする請求項43記載の半導体レーザの製造方
法。
45. The method according to claim 43, wherein the semiconductor laser is exposed to a plasma atmosphere of the inert gas at a temperature of 30 ° C. or more and 400 ° C. or less.
【請求項46】 50℃以上700℃以下の温度で上記
不活性ガスのプラズマ雰囲気に暴露するようにしたこと
を特徴とする請求項43記載の半導体レーザの製造方
法。
46. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 43, wherein the semiconductor laser is exposed to a plasma atmosphere of the inert gas at a temperature of 50 ° C. or more and 700 ° C. or less.
【請求項47】 50℃以上400℃以下の温度で上記
不活性ガスのプラズマ雰囲気に暴露するようにしたこと
を特徴とする請求項43記載の半導体レーザの製造方
法。
47. The method according to claim 43, wherein the semiconductor laser is exposed to a plasma atmosphere of the inert gas at a temperature of 50 ° C. or more and 400 ° C. or less.
【請求項48】 100℃以上700℃以下の温度で上
記不活性ガスのプラズマ雰囲気に暴露するようにしたこ
とを特徴とする請求項43記載の半導体レーザの製造方
法。
48. The method according to claim 43, wherein the semiconductor laser is exposed to a plasma atmosphere of the inert gas at a temperature of 100 ° C. or more and 700 ° C. or less.
【請求項49】 100℃以上400℃以下の温度で上
記不活性ガスのプラズマ雰囲気に暴露するようにしたこ
とを特徴とする請求項43記載の半導体レーザの製造方
法。
49. The method according to claim 43, wherein the semiconductor laser is exposed to a plasma atmosphere of the inert gas at a temperature of 100 ° C. or more and 400 ° C. or less.
【請求項50】 上記不活性ガスは希ガスおよび/また
は窒素ガスであることを特徴とする請求項43記載の半
導体レーザの製造方法。
50. The method according to claim 43, wherein the inert gas is a rare gas and / or a nitrogen gas.
【請求項51】 上記希ガスはアルゴンガスであること
を特徴とする請求項50記載の半導体レーザの製造方
法。
51. The method according to claim 50, wherein the rare gas is an argon gas.
【請求項52】 上記プラズマのエネルギーは0.5キ
ロワット秒以上900キロワット秒以下であることを特
徴とする請求項43記載の半導体レーザの製造方法。
52. The method according to claim 43, wherein the energy of the plasma is not less than 0.5 kilowatt seconds and not more than 900 kilowatt seconds.
【請求項53】 上記プラズマの出力は50ワット以上
であることを特徴とする請求項52記載の半導体レーザ
の製造方法。
53. The method according to claim 52, wherein the output of the plasma is 50 watts or more.
【請求項54】 上記プラズマの出力は100ワット以
上であることを特徴とする請求項52記載の半導体レー
ザの製造方法。
54. The method according to claim 52, wherein an output of said plasma is 100 watts or more.
【請求項55】 上記プラズマの出力は1000ワット
以下であることを特徴とする請求項52記載の半導体レ
ーザの製造方法。
55. The method according to claim 52, wherein the output of said plasma is 1000 watts or less.
【請求項56】 上記プラズマの出力は800ワット以
下であることを特徴とする請求項52記載の半導体レー
ザの製造方法。
56. The method according to claim 52, wherein the output of said plasma is 800 watts or less.
【請求項57】 上記プラズマの出力は500ワット以
下であることを特徴とする請求項52記載の半導体レー
ザの製造方法。
57. The method according to claim 52, wherein the output of said plasma is 500 watts or less.
【請求項58】 上記不活性ガスのプラズマ雰囲気への
暴露時間は10秒間以上であることを特徴とする請求項
52記載の半導体レーザの製造方法。
58. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 52, wherein the exposure time of the inert gas to the plasma atmosphere is 10 seconds or more.
【請求項59】 上記不活性ガスのプラズマ雰囲気への
暴露時間は1分間以上であることを特徴とする請求項5
2記載の半導体レーザの製造方法。
59. The exposure time of the inert gas to the plasma atmosphere is one minute or more.
3. The method for manufacturing a semiconductor laser according to item 2.
【請求項60】 上記不活性ガスのプラズマ雰囲気への
暴露時間は5分間以上であることを特徴とする請求項5
2記載の半導体レーザの製造方法。
60. The exposure time of the inert gas to the plasma atmosphere is 5 minutes or more.
3. The method for manufacturing a semiconductor laser according to item 2.
【請求項61】 上記不活性ガスのプラズマ雰囲気への
暴露時間は10分間以上であることを特徴とする請求項
52記載の半導体レーザの製造方法。
61. The method according to claim 52, wherein the exposure time of the inert gas to the plasma atmosphere is 10 minutes or more.
【請求項62】 上記不活性ガスのプラズマ雰囲気を形
成する前の処理室の圧力を1×10-4Pa以下とするこ
とを特徴とする請求項43記載の半導体レーザの製造方
法。
62. The method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 43, wherein the pressure of the processing chamber before forming the plasma atmosphere of the inert gas is set to 1 × 10 −4 Pa or less.
【請求項63】 上記不活性ガスのプラズマ雰囲気を形
成した後の処理室の圧力を0.8×10-2Pa以上1.
2×10-2Pa以下とすることを特徴とする請求項43
記載の半導体レーザの製造方法。
63. The pressure of the processing chamber after forming the plasma atmosphere of the inert gas is 0.8 × 10 −2 Pa or more.
44. The pressure is set to 2 × 10 −2 Pa or less.
The manufacturing method of the semiconductor laser according to the above.
【請求項64】 被処理物を自己バイアス状態に保持す
ることを特徴とする請求項43記載の半導体レーザの製
造方法。
64. The method according to claim 43, wherein the object is held in a self-biased state.
【請求項65】 窒化物系III−V族化合物半導体を
用いた半導体レーザの製造方法において、 窒化物系III−V族化合物半導体を用いた半導体レー
ザ構造が形成された基板をバー状に加工して共振器端面
を形成した後、この共振器端面を不活性ガスのプラズマ
雰囲気に暴露するようにしたことを特徴とする半導体レ
ーザの製造方法。
65. A method of manufacturing a semiconductor laser using a nitride-based III-V compound semiconductor, comprising: processing a substrate on which a semiconductor laser structure using a nitride-based III-V compound semiconductor is formed into a bar shape. Forming a cavity facet by exposing the cavity facet to a plasma atmosphere of an inert gas.
【請求項66】 窒化物系III−V族化合物半導体を
用いた半導体レーザの製造方法において、 窒化物系III−V族化合物半導体を用いた半導体レー
ザ構造が形成された基板をバー状に加工して共振器端面
を形成した後、真空中または不活性ガス雰囲気中におい
て30℃以上700℃以下の温度で加熱を行う工程と、 窒化物系III−V族化合物半導体を用いた半導体レー
ザ構造が形成された基板をバー状に加工して共振器端面
を形成した後、この共振器端面を不活性ガスのプラズマ
雰囲気に暴露する工程とを有することを特徴とする半導
体レーザの製造方法。
66. A method of manufacturing a semiconductor laser using a nitride III-V compound semiconductor, comprising: processing a substrate on which a semiconductor laser structure using a nitride III-V compound semiconductor is formed into a bar shape. Forming a cavity end face by heating at a temperature of 30 ° C. or more and 700 ° C. or less in a vacuum or an inert gas atmosphere, and forming a semiconductor laser structure using a nitride III-V compound semiconductor. Forming a resonator end face by processing the substrate thus formed into a bar shape, and exposing the resonator end face to a plasma atmosphere of an inert gas.
【請求項67】 窒化物系III−V族化合物半導体を
用いた半導体レーザの製造方法において、 窒化物系III−V族化合物半導体を用いた半導体レー
ザ構造が形成された基板をバー状に加工して共振器端面
を形成した後、この共振器端面を30℃以上700℃以
下の温度で不活性ガスのプラズマ雰囲気に暴露するよう
にしたことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
67. A method of manufacturing a semiconductor laser using a nitride III-V compound semiconductor, comprising: processing a substrate on which a semiconductor laser structure using a nitride III-V compound semiconductor is formed into a bar shape. Forming a cavity facet by exposing the cavity facet to a plasma atmosphere of an inert gas at a temperature of 30 ° C. or more and 700 ° C. or less.
【請求項68】 窒化物系III−V族化合物半導体を
加工することにより形成された端面を有する半導体装置
の製造方法において、 上記端面を形成した後、この端面を不活性ガスのプラズ
マ雰囲気に暴露するようにしたことを特徴とする半導体
装置の製造方法。
68. A method for manufacturing a semiconductor device having an end face formed by processing a nitride III-V compound semiconductor, comprising: forming the end face, exposing the end face to a plasma atmosphere of an inert gas. A method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項69】 窒化物系III−V族化合物半導体を
加工することにより形成された端面を有する半導体装置
の製造方法において、 上記端面を形成した後、真空中または不活性ガス雰囲気
中において30℃以上700℃以下の温度で加熱を行う
工程と、 上記端面を形成した後、この端面を不活性ガスのプラズ
マ雰囲気に暴露する工程とを有することを特徴とする半
導体装置の製造方法。
69. A method for manufacturing a semiconductor device having an end face formed by processing a nitride-based III-V compound semiconductor, comprising: forming the end face, forming the end face at 30 ° C. in a vacuum or in an inert gas atmosphere. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of heating at a temperature of at least 700 ° C. and a step of exposing the end face to a plasma atmosphere of an inert gas after forming the end face.
【請求項70】 窒化物系III−V族化合物半導体を
加工することにより形成された端面を有する半導体装置
の製造方法において、 上記端面を形成した後、この端面を30℃以上700℃
以下の温度で不活性ガスのプラズマ雰囲気に暴露するよ
うにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
70. A method of manufacturing a semiconductor device having an end face formed by processing a nitride-based III-V compound semiconductor, comprising: forming the end face;
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising exposing the semiconductor device to an inert gas plasma atmosphere at the following temperature.
【請求項71】 窒化物系III−V族化合物半導体を
用いた半導体レーザにおいて、 共振器端面に密着層を介して端面コート膜が形成されて
いることを特徴とする半導体レーザ。
71. A semiconductor laser using a nitride III-V compound semiconductor, wherein an end face coat film is formed on an end face of the resonator via an adhesion layer.
【請求項72】 上記密着層は上記共振器端面における
少なくとも発光部を含む領域上に形成されていることを
特徴とする請求項71記載の半導体レーザ。
72. The semiconductor laser according to claim 71, wherein said adhesion layer is formed on a region including at least a light emitting portion on said cavity facet.
【請求項73】 上記密着層は連続膜からなることを特
徴とする請求項71記載の半導体レーザ。
73. The semiconductor laser according to claim 71, wherein said adhesion layer is formed of a continuous film.
【請求項74】 上記連続膜の厚さは10nm以下であ
ることを特徴とする請求項73記載の半導体レーザ。
74. The semiconductor laser according to claim 73, wherein said continuous film has a thickness of 10 nm or less.
【請求項75】 上記連続膜の厚さは5nm以下である
ことを特徴とする請求項73記載の半導体レーザ。
75. The semiconductor laser according to claim 73, wherein said continuous film has a thickness of 5 nm or less.
【請求項76】 上記連続膜の厚さは2nm以下である
ことを特徴とする請求項73記載の半導体レーザ。
76. The semiconductor laser according to claim 73, wherein said continuous film has a thickness of 2 nm or less.
【請求項77】 上記連続膜は半導体レーザ構造を形成
するn型層とp型層とにまたがらないように形成されて
いることを特徴とする請求項73記載の半導体レーザ。
77. The semiconductor laser according to claim 73, wherein said continuous film is formed so as not to extend over an n-type layer and a p-type layer forming a semiconductor laser structure.
【請求項78】 上記密着層は微粒子からなることを特
徴とする請求項71記載の半導体レーザ。
78. The semiconductor laser according to claim 71, wherein said adhesion layer is made of fine particles.
【請求項79】 上記共振器端面が平坦なときのエネル
ギー反射率をR0 、上記共振器端面に上記微粒子からな
る密着層が形成されているときのエネルギー反射率をR
s 、発振波長をλ、上記微粒子の屈折率をn、上記微粒
子の平均高さをσとしたとき、式 Rs =R0 exp[−(4πn(σ/λ))2 ] から求められるRs が所定値以下になるようにσが設定
されていることを特徴とする請求項78記載の半導体レ
ーザ。
79. The energy reflectivity when the resonator facet is flat is R 0 , and the energy reflectivity when the close contact layer made of the fine particles is formed on the resonator facet is R 0 .
Assuming that s , the oscillation wavelength is λ, the refractive index of the fine particles is n, and the average height of the fine particles is σ, R obtained from the formula R s = R 0 exp [− (4πn (σ / λ)) 2 ] 79. The semiconductor laser according to claim 78, wherein σ is set so that s is equal to or less than a predetermined value.
【請求項80】 上記密着層は連続膜とその上の微粒子
とからなることを特徴とする請求項71記載の半導体レ
ーザ。
80. The semiconductor laser according to claim 71, wherein said adhesion layer comprises a continuous film and fine particles thereon.
【請求項81】 上記密着層はAl、Ti、Zr、H
f、Ta、ZnおよびSiからなる群より選ばれた少な
くとも一種の元素からなることを特徴とする請求項71
記載の半導体レーザ。
81. The adhesion layer is made of Al, Ti, Zr, H
73. At least one element selected from the group consisting of f, Ta, Zn and Si.
A semiconductor laser as described in the above.
【請求項82】 上記密着層はAl、Ti、Zr、H
f、Ta、ZnおよびSiからなる群より選ばれた少な
くとも一種の元素と酸素および/または窒素とを含む物
質からなることを特徴とする請求項71記載の半導体レ
ーザ。
82. The adhesion layer is made of Al, Ti, Zr, H
72. The semiconductor laser according to claim 71, comprising a substance containing at least one element selected from the group consisting of f, Ta, Zn, and Si, and oxygen and / or nitrogen.
【請求項83】 上記端面コート膜は単層または多層の
誘電体膜からなることを特徴とする請求項71記載の半
導体レーザ。
83. The semiconductor laser according to claim 71, wherein said end face coat film is formed of a single-layer or multi-layer dielectric film.
【請求項84】 上記密着層および上記密着層に接した
上記誘電体膜はAl、Ti、Zr、Hf、Ta、Znお
よびSiからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素
を含むことを特徴とする請求項83記載の半導体レー
ザ。
84. The adhesion layer and the dielectric film in contact with the adhesion layer include at least one element selected from the group consisting of Al, Ti, Zr, Hf, Ta, Zn, and Si. 84. The semiconductor laser according to claim 83.
【請求項85】 上記密着層および上記密着層に接した
上記誘電体膜はAl、Ti、Zr、Hf、Ta、Znお
よびSiからなる群より選ばれた少なくとも一種の同一
の元素を含むことを特徴とする請求項83記載の半導体
レーザ。
85. The contact layer and the dielectric film in contact with the contact layer include at least one and the same element selected from the group consisting of Al, Ti, Zr, Hf, Ta, Zn and Si. 84. The semiconductor laser according to claim 83.
【請求項86】 上記密着層に接した上記誘電体膜はA
2 3 からなり、上記密着層はAlとOとからなるこ
とを特徴とする請求項83記載の半導体レーザ。
86. The dielectric film in contact with the adhesion layer is formed of A
consists l 2 O 3, a semiconductor laser according to claim 83, wherein said adhesion layer is characterized by comprising Al and O.
【請求項87】 窒化物系III−V族化合物半導体を
用いた半導体レーザの製造方法において、上記半導体レ
ーザの共振器端面を形成した後、この共振器端面に密着
層を介して端面コーティングを施すようにしたことを特
徴とする半導体レーザの製造方法。
87. In a method of manufacturing a semiconductor laser using a nitride III-V compound semiconductor, after forming a cavity facet of the semiconductor laser, the cavity facet is subjected to an end face coating via an adhesion layer. A method for manufacturing a semiconductor laser, characterized in that:
【請求項88】 上記密着層は上記共振器端面における
少なくとも発光部を含む領域上に形成されていることを
特徴とする請求項87記載の半導体レーザの製造方法。
88. The method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 87, wherein said adhesion layer is formed on a region including at least a light emitting portion on said cavity end face.
【請求項89】 上記密着層は連続膜からなることを特
徴とする請求項87記載の半導体レーザの製造方法。
89. The method according to claim 87, wherein the adhesion layer is formed of a continuous film.
【請求項90】 上記連続膜の厚さは10nm以下であ
ることを特徴とする請求項89記載の半導体レーザの製
造方法。
90. The method according to claim 89, wherein the thickness of the continuous film is 10 nm or less.
【請求項91】 上記連続膜の厚さは5nm以下である
ことを特徴とする請求項89記載の半導体レーザの製造
方法。
91. The method according to claim 89, wherein said continuous film has a thickness of 5 nm or less.
【請求項92】 上記連続膜の厚さは2nm以下である
ことを特徴とする請求項89記載の半導体レーザの製造
方法。
92. The method according to claim 89, wherein the thickness of the continuous film is 2 nm or less.
【請求項93】 上記連続膜は半導体レーザ構造を形成
するn型層とp型層とにまたがらないように形成されて
いることを特徴とする請求項89記載の半導体レーザの
製造方法。
93. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 89, wherein said continuous film is formed so as not to extend over an n-type layer and a p-type layer forming a semiconductor laser structure.
【請求項94】 上記密着層は微粒子からなることを特
徴とする請求項87記載の半導体レーザの製造方法。
94. The method according to claim 87, wherein the adhesion layer is made of fine particles.
【請求項95】 上記共振器端面が平坦なときのエネル
ギー反射率をR0 、上記共振器端面に上記微粒子からな
る密着層が形成されているときのエネルギー反射率をR
s 、発振波長をλ、上記微粒子の屈折率をn、上記微粒
子の平均高さをσとしたとき、式 Rs =R0 exp[−(4πn(σ/λ))2 ] から求められるRs が所定値以下になるようにσが設定
されていることを特徴とする請求項94記載の半導体レ
ーザの製造方法。
The energy reflectance when the resonator facet is flat is R 0 , and the energy reflectance when the adhesion layer made of the fine particles is formed on the resonator facet is R 0 .
Assuming that s , the oscillation wavelength is λ, the refractive index of the fine particles is n, and the average height of the fine particles is σ, R obtained from the formula R s = R 0 exp [− (4πn (σ / λ)) 2 ] The method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 94, wherein σ is set so that s is equal to or less than a predetermined value.
【請求項96】 上記密着層はAl、Ti、Zr、H
f、Ta、ZnおよびSiからなる群より選ばれた少な
くとも一種の元素からなることを特徴とする請求項87
記載の半導体レーザの製造方法。
96. The adhesion layer is made of Al, Ti, Zr, H
87. At least one element selected from the group consisting of f, Ta, Zn and Si.
The manufacturing method of the semiconductor laser according to the above.
【請求項97】 上記密着層はAl、Ti、Zr、H
f、Ta、ZnおよびSiからなる群より選ばれた少な
くとも一種の元素と酸素および/または窒素とを含む物
質からなることを特徴とする請求項87記載の半導体レ
ーザの製造方法。
97. The adhesion layer is made of Al, Ti, Zr, H
88. The method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 87, comprising a substance containing at least one element selected from the group consisting of f, Ta, Zn and Si, and oxygen and / or nitrogen.
【請求項98】 上記端面コート膜は単層または多層の
誘電体膜からなることを特徴とする請求項87記載の半
導体レーザの製造方法。
98. The method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 87, wherein said end face coat film is formed of a single-layer or multi-layer dielectric film.
【請求項99】 上記密着層および上記密着層に接した
上記誘電体膜はAl、Ti、Zr、Hf、Ta、Znお
よびSiからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素
を含むことを特徴とする請求項98記載の半導体レーザ
の製造方法。
99. The adhesive layer and the dielectric film in contact with the adhesive layer include at least one element selected from the group consisting of Al, Ti, Zr, Hf, Ta, Zn and Si. A method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 98.
【請求項100】 上記密着層および上記密着層に接し
た上記誘電体膜はAl、Ti、Zr、Hf、Ta、Zn
およびSiからなる群より選ばれた少なくとも一種の同
一の元素を含むことを特徴とする請求項98記載の半導
体レーザの製造方法。
100. The adhesion layer and the dielectric film in contact with the adhesion layer are formed of Al, Ti, Zr, Hf, Ta, and Zn.
100. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 98, comprising at least one same element selected from the group consisting of Si and Si.
【請求項101】 上記密着層に接した上記誘電体膜は
Al2 3 からなり、上記密着層はAlとOとからなる
ことを特徴とする請求項98記載の半導体レーザの製造
方法。
101. The method according to claim 98, wherein said dielectric film in contact with said adhesion layer is made of Al 2 O 3 , and said adhesion layer is made of Al and O.
【請求項102】 上記共振器端面を形成した後、この
共振器端面を不活性ガスのプラズマ雰囲気に暴露した後
または暴露しながら、この共振器端面に上記密着層を形
成するようにしたことを特徴とする請求項87記載の半
導体レーザの製造方法。
102. After forming the resonator end face, after or while exposing the resonator end face to a plasma atmosphere of an inert gas, the adhesion layer is formed on the resonator end face. A method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 87.
【請求項103】 上記密着層を形成した後、上記共振
器端面を大気にさらすことなく、上記共振器端面に端面
コーティングを施すようにしたことを特徴とする請求項
102記載の半導体レーザの製造方法。
103. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 102, wherein after forming the adhesion layer, an end face coating is applied to the end face of the resonator without exposing the end face of the resonator to the atmosphere. Method.
【請求項104】 上記プラズマのエネルギーは0.5
キロワット秒以上900キロワット秒以下であることを
特徴とする請求項102記載の半導体レーザの製造方
法。
104. The energy of the plasma is 0.5
103. The method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 102, wherein the time is not less than kilowatt seconds and not more than 900 kilowatt seconds.
【請求項105】 窒化物系III−V族化合物半導体
を用いた半導体レーザの製造方法において、 窒化物系III−V族化合物半導体を用いた半導体レー
ザ構造が形成された基板をバー状に加工して共振器端面
を形成した後、この共振器端面に密着層を介して端面コ
ーティングを施すようにしたことを特徴とする半導体レ
ーザの製造方法。
105. A method of manufacturing a semiconductor laser using a nitride-based III-V compound semiconductor, comprising: processing a substrate on which a semiconductor laser structure using a nitride-based III-V compound semiconductor is formed into a bar shape. Forming a cavity end face by using an adhesive layer, and then applying an end face coating to the cavity end face via an adhesion layer.
【請求項106】 窒化物系III−V族化合物半導体
を加工することにより形成された端面を有する半導体装
置において、 上記端面に密着層を介して端面コート膜が形成されてい
ることを特徴とする半導体装置。
106. A semiconductor device having an end face formed by processing a nitride III-V compound semiconductor, wherein an end face coat film is formed on the end face via an adhesion layer. Semiconductor device.
【請求項107】 窒化物系III−V族化合物半導体
を加工することにより形成された端面を有する半導体装
置の製造方法において、 上記端面を形成した後、この端面に密着層を介して端面
コーティングを施すようにしたことを特徴とする半導体
装置の製造方法。
107. A method of manufacturing a semiconductor device having an end face formed by processing a nitride III-V compound semiconductor, comprising: forming the end face; and coating the end face with an adhesion layer via an adhesion layer. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the method is performed.
【請求項108】 III−V族化合物半導体を用いた
半導体レーザにおいて、 共振器端面に密着層を介して端面コート膜が形成されて
いることを特徴とする半導体レーザ。
108. A semiconductor laser using a group III-V compound semiconductor, wherein an end face coat film is formed on an end face of the resonator via an adhesion layer.
【請求項109】 III−V族化合物半導体を用いた
半導体レーザの製造方法において、 上記半導体レーザの共振器端面を形成した後、この共振
器端面に密着層を介して端面コーティングを施すように
したことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
109. A method of manufacturing a semiconductor laser using a III-V compound semiconductor, wherein after forming a cavity facet of the semiconductor laser, the cavity facet is coated with an end face via an adhesion layer. A method for manufacturing a semiconductor laser, comprising:
【請求項110】 III−V族化合物半導体を用いた
半導体レーザの製造方法において、 III−V族化合物半導体を用いた半導体レーザ構造が
形成された基板をバー状に加工して共振器端面を形成し
た後、この共振器端面に密着層を介して端面コーティン
グを施すようにしたことを特徴とする半導体レーザの製
造方法。
110. A method of manufacturing a semiconductor laser using a group III-V compound semiconductor, wherein a substrate on which a semiconductor laser structure using a group III-V compound semiconductor is formed is processed into a bar shape to form a cavity end face. After that, the end face of the resonator is coated with an end face via an adhesive layer.
【請求項111】 III−V族化合物半導体を加工す
ることにより形成された端面を有する半導体装置におい
て、 上記端面に密着層を介して端面コート膜が形成されてい
ることを特徴とする半導体装置。
111. A semiconductor device having an end face formed by processing a III-V compound semiconductor, wherein an end face coat film is formed on the end face via an adhesion layer.
【請求項112】 III−V族化合物半導体を加工す
ることにより形成された端面を有する半導体装置の製造
方法において、 上記端面を形成した後、この端面に密着層を介して端面
コーティングを施すようにしたことを特徴とする半導体
装置の製造方法。
112. A method for manufacturing a semiconductor device having an end face formed by processing a group III-V compound semiconductor, wherein the end face is formed, and the end face is coated with an end face via an adhesion layer. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項113】 共振器端面に密着層を介して端面コ
ート膜が形成されていることを特徴とする半導体レー
ザ。
113. A semiconductor laser characterized in that an end face coating film is formed on an end face of a resonator via an adhesion layer.
【請求項114】 共振器端面を形成した後、この共振
器端面に密着層を介して端面コーティングを施すように
したことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
114. A method of manufacturing a semiconductor laser, comprising forming an end face of a resonator and then coating the end face of the resonator via an adhesion layer.
【請求項115】 半導体レーザ構造が形成された基板
をバー状に加工して共振器端面を形成した後、この共振
器端面に密着層を介して端面コーティングを施すように
したことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
115. A method in which a substrate on which a semiconductor laser structure is formed is processed into a bar shape to form a cavity end face, and the cavity end face is coated with an end face via an adhesion layer. A method for manufacturing a semiconductor laser.
【請求項116】 半導体を加工することにより形成さ
れた端面を有する半導体装置において、 上記端面に密着層を介して端面コート膜が形成されてい
ることを特徴とする半導体装置。
116. A semiconductor device having an end face formed by processing a semiconductor, wherein an end face coat film is formed on the end face via an adhesion layer.
【請求項117】 半導体を加工することにより形成さ
れた端面を有する半導体装置の製造方法において、 上記端面を形成した後、この端面に密着層を介して端面
コーティングを施すようにしたことを特徴とする半導体
装置の製造方法。
117. A method of manufacturing a semiconductor device having an end face formed by processing a semiconductor, wherein after forming the end face, the end face is coated with an end face via an adhesion layer. Semiconductor device manufacturing method.
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