JP2003174228A - Method for manufacturing nitride semiconductor laser device and nitride semiconductor laser device - Google Patents

Method for manufacturing nitride semiconductor laser device and nitride semiconductor laser device

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JP2003174228A
JP2003174228A JP2001373599A JP2001373599A JP2003174228A JP 2003174228 A JP2003174228 A JP 2003174228A JP 2001373599 A JP2001373599 A JP 2001373599A JP 2001373599 A JP2001373599 A JP 2001373599A JP 2003174228 A JP2003174228 A JP 2003174228A
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JP
Japan
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layer
nitride
semiconductor laser
laser device
based semiconductor
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Application number
JP2001373599A
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Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Kunisato
竜也 國里
Masayuki Hata
雅幸 畑
Yasuhiko Matsushita
保彦 松下
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a nitride semiconductor laser device capable of improving a yield, and obtaining the nitride semiconductor laser device having good device characteristics. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the nitride semiconductor laser device comprises the step of forming the nitride semiconductor device layer having an n-type AlGaN clad layer 5, an NQW active layer 7 and a p-type AlGaN clad layer 11 on a substrate, the step of forming a recess 23 in which at least the p-type AlGaN clad layer 11 and the MQW active layer 7 are removed on a region except the device forming region (protrusion) 30 and forming a device forming region (protrusion) 30 having a different width in a direction perpendicular to the end face of a resonator, and the step of forming a stripe- like ridge 15 on the element forming region (protrusion) 30. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、窒化物系半導体
レーザ素子の製造方法および窒化物系半導体レーザ素子
に関し、より特定的には、基板上に窒化物系半導体層が
成長されている窒化物系半導体レーザ素子の製造方法お
よび窒化物系半導体レーザ素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a nitride-based semiconductor laser device and a nitride-based semiconductor laser device, and more specifically to a nitride in which a nitride-based semiconductor layer is grown on a substrate. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor laser diode device and a nitride semiconductor laser device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、窒化物系半導体レーザ素子は、次
世代の大容量ディスク用光源としての利用が期待され、
その開発が盛んに行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, nitride semiconductor laser devices are expected to be used as a light source for next-generation large-capacity disks,
Its development is being actively conducted.

【0003】従来、窒化物系半導体レーザ素子を形成す
る場合、窒化物半導体(GaN)からなる基板を製造す
ることは困難であるため、通常、サファイア、SiCま
たはSiなどからなる基板上に、窒化物半導体層を成長
させている。
Conventionally, when forming a nitride-based semiconductor laser device, it is difficult to manufacture a substrate made of a nitride semiconductor (GaN). Therefore, normally, a substrate made of sapphire, SiC, Si or the like is nitrided. The semiconductor layer is grown.

【0004】図18は、従来の窒化物系半導体レーザ素
子の素子分離工程前の状態を示した平面図である。図1
9は、図18に示した従来の窒化物系半導体レーザ素子
の250―250線に沿った断面図である。また、図2
0は、図18に示した従来の窒化物系半導体レーザ素子
の劈開線122に沿った断面図である。
FIG. 18 is a plan view showing a state of a conventional nitride-based semiconductor laser device before a device isolation process. Figure 1
9 is a sectional view taken along the line 250-250 of the conventional nitride-based semiconductor laser device shown in FIG. Also, FIG.
0 is a sectional view taken along the cleavage line 122 of the conventional nitride-based semiconductor laser device shown in FIG.

【0005】まず、図18〜図20を参照して、従来の
窒化物系半導体レーザ素子の素子分離工程前の構造につ
いて説明する。この従来の窒化物系半導体レーザ素子で
は、図19に示すように、サファイア基板101上に、
AlGaNバッファ層102、アンドープGaN層10
3、n型GaNコンタクト層104、n型AlGaNク
ラッド層105、n型GaN光ガイド層106、InG
aNからなるMQW活性層107、アンドープAlGa
Nキャップ層108、p型AlGaN光ガイド層10
9、p型GaN光ガイド層110、および、凸状部を含
むp型AlGaNクラッド層111がこの順序で形成さ
れている。p型AlGaNクラッド層111の凸状部上
には、p型GaNコンタクト層112が形成されてい
る。このp型AlGaNクラッド層111の凸状部と、
p型GaNコンタクト層112とによって、ストライプ
状のリッジ部115が構成されている。また、p型Al
GaNクラッド層111からn型GaNコンタクト層1
04の一部領域が除去されることによって、n型GaN
コンタクト層104の上面が露出されたメサエッチ部1
16が形成されている。また、p型GaNコンタクト層
112の上面以外の領域に、n型GaNコンタクト層1
04の上面上に開口部を有するシリコン酸化膜からなる
保護膜117が形成されている。また、p型GaNコン
タクト層112の上面に接触するように、p側電極11
3が形成されている。そして、保護膜117の開口部内
で、n型GaNコンタクト層104の上面に接触するよ
うに、n側電極114が形成されている。
First, referring to FIGS. 18 to 20, the structure of a conventional nitride-based semiconductor laser device before the device isolation step will be described. In this conventional nitride-based semiconductor laser device, as shown in FIG. 19, on a sapphire substrate 101,
AlGaN buffer layer 102, undoped GaN layer 10
3, n-type GaN contact layer 104, n-type AlGaN cladding layer 105, n-type GaN light guide layer 106, InG
MQW active layer 107 made of aN, undoped AlGa
N cap layer 108, p-type AlGaN optical guide layer 10
9, the p-type GaN light guide layer 110, and the p-type AlGaN cladding layer 111 including the convex portion are formed in this order. A p-type GaN contact layer 112 is formed on the convex portion of the p-type AlGaN cladding layer 111. A convex portion of the p-type AlGaN cladding layer 111,
The p-type GaN contact layer 112 forms a stripe-shaped ridge portion 115. In addition, p-type Al
From GaN cladding layer 111 to n-type GaN contact layer 1
By removing a partial region of 04, n-type GaN
The mesa-etched portion 1 in which the upper surface of the contact layer 104 is exposed
16 are formed. In addition, the n-type GaN contact layer 1 is formed in a region other than the upper surface of the p-type GaN contact layer 112.
A protective film 117 made of a silicon oxide film having an opening is formed on the upper surface of 04. In addition, the p-side electrode 11 is contacted with the upper surface of the p-type GaN contact layer 112.
3 is formed. Then, in the opening of the protective film 117, the n-side electrode 114 is formed so as to come into contact with the upper surface of the n-type GaN contact layer 104.

【0006】次に、図18〜図20に示した従来の窒化
物系半導体レーザ素子の製造プロセスについて説明す
る。
Next, a manufacturing process of the conventional nitride-based semiconductor laser device shown in FIGS. 18 to 20 will be described.

【0007】まず、図19および図20に示すように、
MOCVD法を用いて、サファイア基板101上に、A
lGaNバッファ層102、アンドープGaN層10
3、Siをドープしたn型GaNコンタクト層104、
Siをドープしたn型AlGaNクラッド層105、S
iをドープしたn型GaN光ガイド層106、InGa
Nからなる多重量子井戸(MQW;Multiple
Quantum Well)構造を有するMQW活性層
107、アンドープAlGaNキャップ層108、Mg
をドープしたp型AlGaN光ガイド層109、Mgを
ドープしたp型GaN光ガイド層110、Mgをドープ
したp型AlGaNクラッド層111、および、Mgを
ドープしたp型GaNコンタクト層112を順次形成す
る。
First, as shown in FIGS. 19 and 20,
On the sapphire substrate 101, a MOCVD method is used.
lGaN buffer layer 102, undoped GaN layer 10
3, Si-doped n-type GaN contact layer 104,
Si-doped n-type AlGaN cladding layer 105, S
i-doped n-type GaN optical guide layer 106, InGa
Multiple quantum wells (MQW; Multiple)
MQW active layer 107 having a Quantum Well structure, undoped AlGaN cap layer 108, Mg
A p-type AlGaN light guide layer 109 doped with Mg, a p-type GaN light guide layer 110 doped with Mg, a p-type AlGaN cladding layer 111 doped with Mg, and a p-type GaN contact layer 112 doped with Mg are sequentially formed. .

【0008】その後、フォトリソグラフィ技術およびエ
ッチング技術を用いて、p型GaNコンタクト層112
からn型GaNコンタクト層104の一部領域をエッチ
ングする。これにより、n型GaNコンタクト層104
の一部領域を露出させるとともに、メサエッチ部116
を形成する。
After that, the p-type GaN contact layer 112 is formed by using the photolithography technique and the etching technique.
From this, a partial region of the n-type GaN contact layer 104 is etched. Thereby, the n-type GaN contact layer 104
And exposes a partial area of the
To form.

【0009】次に、フォトリソグラフィ技術およびエッ
チング技術を用いて、p型GaNコンタクト層112
と、p型AlGaNクラッド層111の一部とをエッチ
ングする。これにより、リッジ部115を形成する。こ
の後、p型GaNコンタクト層112の上面以外の領域
に、n型GaNコンタクト層104の上面上に開口部を
有するシリコン酸化膜からなる保護膜117を形成す
る。
Next, the p-type GaN contact layer 112 is formed by using the photolithography technique and the etching technique.
And a part of the p-type AlGaN cladding layer 111 are etched. Thereby, the ridge portion 115 is formed. After that, a protective film 117 made of a silicon oxide film having an opening on the upper surface of the n-type GaN contact layer 104 is formed in a region other than the upper surface of the p-type GaN contact layer 112.

【0010】次に、p型GaNコンタクト層112に接
するように、p側電極113を形成する。さらに、保護
膜117の開口部内で、n型GaNコンタクト層104
の上面に接触するように、n側電極114を形成する。
これにより、サファイア基板101上に、図19に示さ
れるような構造が形成される。
Next, a p-side electrode 113 is formed so as to contact the p-type GaN contact layer 112. Further, in the opening of the protective film 117, the n-type GaN contact layer 104
The n-side electrode 114 is formed so as to contact the upper surface of the.
As a result, the structure as shown in FIG. 19 is formed on the sapphire substrate 101.

【0011】最後に、サファイア基板101の裏面を研
磨することによって、サファイア基板101を所定の厚
さにする。そして、図18に示す劈開線122で劈開す
ることによって、窒化物系半導体レーザ素子の共振器端
面を形成するとともに、ダイシング線121でダイシン
グすることによって、素子分離を行う。このようにし
て、従来の窒化物系半導体レーザ素子は形成されてい
た。
Finally, the back surface of the sapphire substrate 101 is polished so that the sapphire substrate 101 has a predetermined thickness. Then, by cleaving along the cleavage line 122 shown in FIG. 18, an end face of the cavity of the nitride-based semiconductor laser device is formed, and by dicing along the dicing line 121, element isolation is performed. Thus, the conventional nitride-based semiconductor laser device is formed.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のサファイア基板101上に窒化物系半導体から
なる各層102〜112を結晶成長させる方法では、窒
化物系半導体からなる各層101〜112は、通常、高
温で成長される。この場合、サファイア基板101上に
高温で窒化物系半導体層を形成した後に、基板温度を室
温まで降温する際に、サファイア基板101と、窒化物
系半導体層との熱膨張係数の差に起因してサファイア基
板101と、窒化物系半導体層との間に内部応力が発生
する。このため、基板全体に大きな反りが発生するとい
う不都合がある。このように大きな反りが発生した状態
では、素子形成時のリソグラフィ工程や共振器作製工程
(劈開工程)、素子分離工程などを良好に行うことがで
きず、その結果、窒化物系半導体レーザ素子の歩留まり
や素子特性が低下するという問題点があった。
However, in the above-described method of crystal-growing each layer 102-112 made of a nitride-based semiconductor on the sapphire substrate 101, each layer 101-112 made of a nitride-based semiconductor is usually formed by crystal growth. , Grown at high temperature. In this case, when the nitride-based semiconductor layer is formed on the sapphire substrate 101 at a high temperature and then the substrate temperature is lowered to room temperature, it is caused by a difference in thermal expansion coefficient between the sapphire substrate 101 and the nitride-based semiconductor layer. Internal stress is generated between the sapphire substrate 101 and the nitride-based semiconductor layer. Therefore, there is an inconvenience that a large warp occurs on the entire substrate. In such a state in which a large warp occurs, the lithography process, the resonator manufacturing process (cleavage process), the device isolation process, and the like during device formation cannot be performed well, and as a result, the nitride-based semiconductor laser device There is a problem that the yield and the device characteristics are deteriorated.

【0013】そこで、従来、窒化物系半導体レーザ素子
の共振器端面を劈開を用いて良好に形成するために、素
子形成後の窒化物系半導体表面に、活性層に達しない深
さの割り溝を形成するとともに、対向するサファイア基
板側にも割り溝を形成し、劈開時に、上記割り溝をきっ
かけにして劈開する方法が提案されている。これらは、
たとえば、特開平8―222807号公報に開示されて
いる。
Therefore, conventionally, in order to satisfactorily form the cavity end face of a nitride-based semiconductor laser device by using cleavage, a split groove having a depth that does not reach the active layer is formed on the surface of the nitride-based semiconductor after device formation. It has been proposed to form a split groove on the side of the sapphire substrate that faces the substrate and to perform cleavage at the time of cleavage by using the split groove as a trigger. They are,
For example, it is disclosed in JP-A-8-222807.

【0014】しかしながら、上記割り溝をきっかけに窒
化物系半導体レーザ素子を劈開する方法においても、図
18〜図20に示した従来の構造と同様、サファイア基
板と、窒化物系半導体層との熱膨張係数の差に起因して
発生する内部応力を緩和するのが困難であるので、基板
全体の反りを低減することは困難である。そのため、良
好な共振器端面を得ることは困難である。
However, also in the method of cleaving the nitride-based semiconductor laser device triggered by the split groove, as in the conventional structure shown in FIGS. 18 to 20, the heat of the sapphire substrate and the nitride-based semiconductor layer is removed. Since it is difficult to relieve the internal stress that occurs due to the difference in expansion coefficient, it is difficult to reduce the warpage of the entire substrate. Therefore, it is difficult to obtain a good resonator end face.

【0015】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものであり、この発明の1つの目的は、
基板の反りを低減することによって、歩留まりを向上さ
せるとともに、良好な素子特性を有する窒化物系半導体
レーザ素子を形成することが可能な窒化物系半導体レー
ザ素子の製造方法を提供することである。
The present invention has been made to solve the above problems, and one object of the present invention is to:
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a nitride-based semiconductor laser device capable of forming a nitride-based semiconductor laser device having good device characteristics while improving yield by reducing the warp of the substrate.

【0016】この発明のもう1つの目的は、上記の窒化
物系半導体レーザ素子の製造方法において、劈開により
良好な共振器端面を得ることである。
Another object of the present invention is to obtain a good cavity facet by cleavage in the above method for manufacturing a nitride semiconductor laser device.

【0017】この発明のさらにもう1つの目的は、歩留
まりを向上させ、かつ、良好な素子特性を得ることが可
能な窒化物系半導体レーザ素子を提供することである。
Still another object of the present invention is to provide a nitride-based semiconductor laser device capable of improving yield and obtaining good device characteristics.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】この発明の第1の局面に
よる窒化物系半導体レーザ素子の製造方法は、基板上
に、第1導電型の第1クラッド層と、その上の活性層
と、その上の第2導電型の第2クラッド層とを含む窒化
物系半導体素子層を形成する工程と、素子形成領域以外
の領域に、少なくとも第2クラッド層および活性層が除
去された凹部を形成するとともに、素子形成領域に、共
振器端面に対して垂直な方向において異なる幅を有する
凸部を形成する工程と、素子形成領域に、ストライプ状
のリッジ部を形成する工程とを備えている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a nitride-based semiconductor laser device, comprising: a first conductivity type first clad layer; an active layer formed on the first clad layer; A step of forming a nitride-based semiconductor device layer including a second conductivity type second clad layer thereon, and forming a recess in which at least the second clad layer and the active layer are removed in a region other than the device formation region. In addition, the method further includes a step of forming convex portions having different widths in a direction perpendicular to the cavity end face in the element forming region, and a step of forming a stripe-shaped ridge portion in the element forming region.

【0019】この第1の局面による窒化物系半導体レー
ザ素子の製造方法では、上記のように、素子形成領域以
外の領域に、少なくとも第2クラッド層および活性層が
除去された凹部を形成することによって、基板と窒化物
系半導体素子層との熱膨張係数の差に起因して発生する
応力を緩和することができるので、基板の反りを有効に
低減することができる。これにより、基板の反りを低減
した状態で、素子形成時のリソグラフィ工程や共振器作
製工程、素子分離工程などを行うことができるので、歩
留まりを向上させることができるとともに、良好な素子
特性を有する窒化物系半導体レーザ素子を形成すること
ができる。また、共振器端面に対して垂直な方向におい
て異なる幅を有する凸部を形成することによって、たと
えば、共振器端面の幅を他の部分の幅よりも小さくすれ
ば、共振器端面を形成する際の劈開時に劈開する部分の
面積が小さくなるので、劈開を良好に行うことができ
る。その結果、良好な共振器端面を得ることができる。
In the method for manufacturing a nitride-based semiconductor laser device according to the first aspect of the present invention, as described above, the recess in which at least the second cladding layer and the active layer are removed is formed in the region other than the device forming region. Thus, the stress generated due to the difference in thermal expansion coefficient between the substrate and the nitride-based semiconductor element layer can be relieved, so that the warp of the substrate can be effectively reduced. As a result, it is possible to perform a lithographic step, a resonator manufacturing step, an element isolation step, and the like during element formation while reducing the warp of the substrate, so that it is possible to improve the yield and to have good element characteristics. It is possible to form a nitride-based semiconductor laser device. Further, by forming the convex portions having different widths in the direction perpendicular to the resonator end face, for example, if the width of the resonator end face is made smaller than the width of other portions, the resonator end face is formed. Since the area of the portion to be cleaved at the time of cleavage is small, the cleavage can be performed well. As a result, a good resonator end face can be obtained.

【0020】上記第1の局面による窒化物系半導体レー
ザ素子の製造方法において、好ましくは、凸部の共振器
端面近傍の幅は、凸部の他の部分よりも小さい。このよ
うに構成すれば、共振器端面を形成する際の劈開時に劈
開する部分の面積が小さくなるので、劈開を良好に行う
ことができる。その結果、良好な共振器端面を得ること
ができる。
In the method for manufacturing a nitride-based semiconductor laser device according to the first aspect, preferably, the width of the convex portion in the vicinity of the cavity end face is smaller than that of the other portion of the convex portion. According to this structure, the area of the cleaved portion at the time of cleaving when forming the resonator end face is small, so that the cleaving can be favorably performed. As a result, a good resonator end face can be obtained.

【0021】上記の窒化物系半導体レーザ素子の製造方
法において、好ましくは、凹部を形成する工程は、凸部
の共振器端面近傍以外の部分の周囲を取り囲むように凹
部を形成する工程を含む。このように構成すれば、基板
と窒化物系半導体素子層との熱膨張係数の差に起因して
発生する応力をより緩和することができるので、基板の
反りをより有効に低減することができる。
In the above-described method for manufacturing a nitride-based semiconductor laser device, preferably, the step of forming the concave portion includes the step of forming the concave portion so as to surround the periphery of the convex portion other than the vicinity of the cavity end face. According to this structure, the stress generated due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the substrate and the nitride-based semiconductor element layer can be more relaxed, so that the warp of the substrate can be more effectively reduced. .

【0022】上記の窒化物系半導体レーザ素子の製造方
法において、好ましくは、凹部を形成する工程は、基板
が露出するように凹部を形成する工程を含む。このよう
に構成すれば、凹部内の窒化物系半導体素子層が完全に
除去されるので、基板と窒化物系半導体素子層との間に
発生する応力をさらに緩和することができる。
In the above method of manufacturing a nitride semiconductor laser device, preferably, the step of forming the recess includes the step of forming the recess so that the substrate is exposed. According to this structure, the nitride-based semiconductor element layer in the recess is completely removed, so that the stress generated between the substrate and the nitride-based semiconductor element layer can be further relaxed.

【0023】この発明の第2の局面による窒化物系半導
体レーザ素子は、基板上に形成された第1導電型の第1
クラッド層と、第1クラッド層上に形成された活性層
と、活性層上に形成された第2導電型の第2クラッド層
と、ストライプ状のリッジ部と、 素子形成領域以外の
領域に形成され、少なくとも第2クラッド層および活性
層が除去された凹部と、素子形成領域に形成され、共振
器端面に対して垂直な方向において異なる幅を有する凸
部とを備えている。
A nitride-based semiconductor laser device according to a second aspect of the present invention is a first-conductivity-type first laser device formed on a substrate.
A clad layer, an active layer formed on the first clad layer, a second clad layer of the second conductivity type formed on the active layer, a striped ridge portion, and a region other than the element formation region And at least the second clad layer and the active layer are removed, and a convex portion formed in the element formation region and having a different width in the direction perpendicular to the cavity facets.

【0024】この第2の局面による窒化物系半導体レー
ザ素子では、上記のように、素子形成領域以外の領域
に、少なくとも第2クラッド層および活性層が除去され
た凹部を形成することによって、基板と窒化物系半導体
素子層との熱膨張係数の差に起因して発生する応力を緩
和することができるので、基板の反りを有効に低減する
ことができる。これにより、基板の反りを低減した状態
で、素子形成時のリソグラフィ工程や共振器作製工程、
素子分離工程などを行うことができるので、歩留まりを
向上させることができるとともに、良好な素子特性を有
する窒化物系半導体レーザ素子を形成することができ
る。また、共振器端面に対して垂直な方向において異な
る幅を有する凸部を形成することによって、たとえば、
共振器端面の幅を他の部分の幅よりも小さくすれば、共
振器端面を形成する際の劈開時に劈開する部分の面積が
小さくなるので、劈開を良好に行うことができる。その
結果、良好な共振器端面を得ることができる。
In the nitride-based semiconductor laser device according to the second aspect, as described above, by forming the recess in which at least the second cladding layer and the active layer are removed in the region other than the device forming region, the substrate Since the stress generated due to the difference in thermal expansion coefficient between the nitride-based semiconductor element layer and the nitride-based semiconductor element layer can be relaxed, the warp of the substrate can be effectively reduced. As a result, in a state where the warp of the substrate is reduced, a lithography process and a resonator manufacturing process at the time of element formation,
Since the element isolation process and the like can be performed, the yield can be improved, and a nitride-based semiconductor laser element having good element characteristics can be formed. Further, by forming the convex portions having different widths in the direction perpendicular to the cavity end face, for example,
If the width of the resonator end face is made smaller than the width of the other part, the area of the part to be cleaved at the time of cleavage when forming the resonator end face becomes smaller, and thus the cleavage can be favorably performed. As a result, a good resonator end face can be obtained.

【0025】上記第2の局面による窒化物系半導体レー
ザ素子において、好ましくは、凸部の共振器端面近傍の
幅は、凸部の他の部分よりも小さい。このように構成す
れば、共振器端面を形成する際の劈開時に劈開する部分
の面積が小さくなるので、劈開を良好に行うことができ
る。その結果、良好な共振器端面を得ることができる。
In the nitride-based semiconductor laser device according to the second aspect, preferably, the width of the convex portion near the cavity end face is smaller than that of the other portion of the convex portion. According to this structure, the area of the cleaved portion at the time of cleaving when forming the resonator end face is small, so that the cleaving can be favorably performed. As a result, a good resonator end face can be obtained.

【0026】上記第1の局面による窒化物系半導体レー
ザ素子の製造方法において、凸部の共振器端面近傍の幅
は、リッジ部の幅の5倍以上7倍以下であってもよい。
このように構成すれば、劈開を良好に行うことができ
る。
In the method for manufacturing a nitride-based semiconductor laser device according to the first aspect, the width of the convex portion near the cavity facet may be 5 times or more and 7 times or less the width of the ridge portion.
According to this structure, the cleavage can be satisfactorily performed.

【0027】また、上記第1の局面による窒化物系半導
体レーザ素子の製造方法において、凸部の最大幅は、基
板の幅よりも小さくてもよい。
In the method for manufacturing a nitride-based semiconductor laser device according to the first aspect, the maximum width of the protrusion may be smaller than the width of the substrate.

【0028】また、上記第1の局面による窒化物系半導
体レーザ素子の製造方法において、共振器端面を劈開に
より形成する工程をさらに備えるようにしてもよい。
The method for manufacturing a nitride-based semiconductor laser device according to the first aspect may further include the step of forming the cavity facet by cleavage.

【0029】また、上記第1の局面による窒化物系半導
体レーザ素子の製造方法において、基板上に、第1導電
型の第1クラッド層、活性層、第2導電型の第2クラッ
ド層を順次形成する工程に先だって、基板上に、低欠陥
層を形成する工程をさらに備えるようにしてもよい。
In the method for manufacturing a nitride-based semiconductor laser device according to the first aspect, a first conductivity type first clad layer, an active layer, and a second conductivity type second clad layer are sequentially formed on a substrate. Prior to the forming step, a step of forming a low defect layer on the substrate may be further provided.

【0030】上記低欠陥層を形成する工程は、選択横方
向成長を用いて、第1窒化物系半導体層を形成させる工
程を備えるようにしてもよい。
The step of forming the low defect layer may include a step of forming the first nitride semiconductor layer by selective lateral growth.

【0031】また、上記第2の局面による窒化物系半導
体レーザ素子において、凸部の共振器端面近傍の幅は、
リッジ部の幅の5倍以上7倍以下であってもよい。この
ように構成すれば、容易に劈開を行うことができる。
In the nitride semiconductor laser device according to the second aspect, the width of the convex portion near the cavity end face is
It may be 5 to 7 times the width of the ridge portion. With this configuration, the cleavage can be easily performed.

【0032】また、上記第2の局面による窒化物系半導
体レーザ素子において、凸部の最大幅は、基板の幅より
も小さくてもよい。
In the nitride semiconductor laser device according to the second aspect, the maximum width of the protrusion may be smaller than the width of the substrate.

【0033】また、上記第2の局面による窒化物系半導
体レーザ素子において、凹部は、凸部の共振器端面近傍
以外の部分の周囲を取り囲むように形成されていてもよ
い。このように構成すれば、基板と窒化物系半導体素子
層との熱膨張係数の差に起因して発生する応力をより緩
和することができるので、基板の反りをより有効に低減
することができる。
In the nitride-based semiconductor laser device according to the second aspect, the recess may be formed so as to surround the periphery of the projection other than the vicinity of the cavity end face. According to this structure, the stress generated due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the substrate and the nitride-based semiconductor element layer can be more relaxed, so that the warp of the substrate can be more effectively reduced. .

【0034】また、上記第2の局面による窒化物系半導
体レーザ素子において、凹部は、基板が露出するように
形成されていてもよい。このように構成すれば、凹部内
の窒化物系半導体素子層が完全に除去されるので、基板
と窒化物系半導体素子層との間に発生する応力をさらに
緩和することができる。
In the nitride semiconductor laser device according to the second aspect, the recess may be formed so that the substrate is exposed. According to this structure, the nitride-based semiconductor element layer in the recess is completely removed, so that the stress generated between the substrate and the nitride-based semiconductor element layer can be further relaxed.

【0035】また、上記第2の局面による窒化物系半導
体レーザ素子において、共振器端面は劈開により形成さ
れていてもよい。
In the nitride semiconductor laser device according to the second aspect, the cavity end face may be formed by cleavage.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施形
態を図面に基づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0037】(第1実施形態)図1は、本発明の第1実
施形態による窒化物系半導体レーザ素子の素子分離工程
前の状態を示した平面図である。また、図2は、図1に
示した第1実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の
100―100線に沿った断面図である。また、図3
は、図1に示した第1実施形態による窒化物系半導体レ
ーザ素子の劈開線22bに沿った断面図である。
(First Embodiment) FIG. 1 is a plan view showing a state before a device isolation process of a nitride semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention. 2 is a sectional view taken along the line 100-100 of the nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment shown in FIG. Also, FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along the cleavage line 22b of the nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment shown in FIG.

【0038】まず、図1〜図3を参照して、第1実施形
態による窒化物系半導体レーザ素子の素子分離工程前の
構造について説明する。この第1実施形態では、図2に
示すように、サファイア基板1上に、AlGaNバッフ
ァ層2、アンドープGaN層3、n型GaNコンタクト
層4、n型AlGaNクラッド層5、n型GaN光ガイ
ド層6、InGaNからなるMQW活性層7、アンドー
プAlGaNキャップ層8、p型AlGaN光ガイド層
9、p型GaN光ガイド層10、および、凸状部を含む
p型AlGaNクラッド層11がこの順序で形成されて
いる。p型AlGaNクラッド層11の凸状部上には、
p型GaNコンタクト層12が形成されている。このp
型AlGaNクラッド層11の凸状部と、p型GaNコ
ンタクト層12とによって、ストライプ状のリッジ部1
5が構成されている。
First, the structure of the nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment before the device isolation step will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, as shown in FIG. 2, on an sapphire substrate 1, an AlGaN buffer layer 2, an undoped GaN layer 3, an n-type GaN contact layer 4, an n-type AlGaN cladding layer 5, and an n-type GaN light guide layer. 6, MQW active layer 7 made of InGaN, undoped AlGaN cap layer 8, p-type AlGaN light guide layer 9, p-type GaN light guide layer 10, and p-type AlGaN cladding layer 11 including a convex portion are formed in this order. Has been done. On the convex portion of the p-type AlGaN cladding layer 11,
A p-type GaN contact layer 12 is formed. This p
Of the stripe-shaped ridge portion 1 by the convex portion of the AlGaN cladding layer 11 and the p-type GaN contact layer 12.
5 are configured.

【0039】また、p型AlGaNクラッド層11から
n型GaNコンタクト層4の一部領域が除去されること
によって、n型GaNコンタクト層4の上面が露出され
たメサエッチ部16が形成されている。また、p型Ga
Nコンタクト層12の上面以外の領域に、n型GaNコ
ンタクト層4の上面上に開口部を有するシリコン酸化膜
からなる保護膜17が形成されている。また、p型Ga
Nコンタクト層12の上面に接触するように、p側電極
13が形成されている。そして、保護膜17の開口部内
で、n型GaNコンタクト層4の上面に接触するよう
に、n側電極14が形成されている。
Further, by removing a partial region of the n-type GaN contact layer 4 from the p-type AlGaN cladding layer 11, a mesa-etched portion 16 in which the upper surface of the n-type GaN contact layer 4 is exposed is formed. In addition, p-type Ga
A protective film 17 made of a silicon oxide film having an opening is formed on the upper surface of the n-type GaN contact layer 4 in a region other than the upper surface of the N contact layer 12. In addition, p-type Ga
A p-side electrode 13 is formed so as to contact the upper surface of the N contact layer 12. Then, in the opening of the protective film 17, the n-side electrode 14 is formed so as to come into contact with the upper surface of the n-type GaN contact layer 4.

【0040】なお、n型AlGaNクラッド層5は、本
発明の「第1クラッド層」の一例であり、MQW活性層
7は、本発明の「活性層」の一例である。また、p型A
lGaNクラッド層11は、本発明の「第2クラッド
層」の一例である。
The n-type AlGaN cladding layer 5 is an example of the "first cladding layer" in the present invention, and the MQW active layer 7 is an example of the "active layer" in the present invention. Also, p-type A
The lGaN cladding layer 11 is an example of the “second cladding layer” in the present invention.

【0041】ここで、第1実施形態の窒化物系半導体レ
ーザ素子では、図1〜図3に示すように、リッジ部15
およびメサエッチ部16を含む素子形成領域(凸部)3
0を取り囲むように凹部23が形成されている。この凹
部23は、サファイア基板1の表面が露出するように形
成されている。つまり、凹部23では、窒化物系半導体
からなる各層2〜12が完全に除去されている。また、
凹部23は、素子形成領域(凸部)30の一方の共振器
端面部分30bに入り込むように形成されている。この
ため、素子形成領域(凸部)30の一方の共振器端面部
分30bの幅が素子形成領域(凸部)30の他の部分の
幅よりも小さくなっている。なお、素子形成領域(凸
部)30の他方の共振器端面部分30aの幅は、素子形
成領域(凸部)30の他の部分の幅と同じである。
Here, in the nitride-based semiconductor laser device of the first embodiment, as shown in FIGS.
And element formation region (projection) 3 including the mesa-etched portion 16
A recess 23 is formed so as to surround 0. The recess 23 is formed so that the surface of the sapphire substrate 1 is exposed. That is, in the recess 23, the layers 2 to 12 made of the nitride-based semiconductor are completely removed. Also,
The concave portion 23 is formed so as to enter the one resonator end face portion 30b of the element forming region (convex portion) 30. Therefore, the width of one resonator end face portion 30b of the element forming region (convex portion) 30 is smaller than the width of the other portion of the element forming region (convex portion) 30. The width of the other resonator end face portion 30a of the element forming region (convex portion) 30 is the same as the width of the other portion of the element forming region (convex portion) 30.

【0042】具体的には、一方の共振器端面部分30b
では、共振器端面からストライプ方向に約100μmの
範囲で、約10μmの幅を有するように形成されてい
る。この共振器端面部分30bの幅は、リッジ部15の
幅の約5倍〜約7倍にするのが好ましい。また、素子形
成領域(凸部)30の他の部分では、約200μmの幅
を有するように形成されている。
Specifically, one resonator end face portion 30b
In the above, it is formed so as to have a width of about 10 μm in the range of about 100 μm from the resonator end face in the stripe direction. The width of the resonator end face portion 30b is preferably about 5 to about 7 times the width of the ridge portion 15. Further, the other portion of the element forming region (convex portion) 30 is formed to have a width of about 200 μm.

【0043】第1実施形態の窒化物系半導体レーザ素子
では、上記のように、素子形成領域(凸部)30を取り
囲むようにサファイア基板1に達する凹部23を形成す
ることによって、サファイア基板1と、窒化物系半導体
からなる各層2〜12との熱膨張係数の差に起因して発
生する応力を緩和することができる。これによって、基
板の反りを有効に低減することができる。その結果、後
述する製造プロセスにおいて、サファイア基板1の反り
を低減した状態で、素子形成時のリソグラフィ工程や素
子分離工程(劈開工程)などを行うことができるので、
良好な共振器端面および素子特性を有する窒化物系半導
体レーザ素子を形成することが可能となる。
In the nitride-based semiconductor laser device of the first embodiment, as described above, by forming the recess 23 reaching the sapphire substrate 1 so as to surround the device forming region (projection) 30, the sapphire substrate 1 and The stress generated due to the difference in thermal expansion coefficient between each of the layers 2 to 12 made of a nitride semiconductor can be relaxed. Thereby, the warp of the substrate can be effectively reduced. As a result, in the manufacturing process described later, the lithographic step and the element separating step (cleaving step) at the time of forming the element can be performed with the warpage of the sapphire substrate 1 reduced.
It is possible to form a nitride-based semiconductor laser device having good cavity facets and device characteristics.

【0044】また、一方の共振器端面部分30bの幅が
他の部分の幅よりも小さくなるように凹部23を形成す
ることによって、劈開時に、劈開する部分の面積を小さ
くすることができるので、より良好な劈開を行うことが
できる。その結果、さらに良好な共振器端面を得ること
が可能となる。
Further, by forming the concave portion 23 so that the width of one resonator end face portion 30b is smaller than the width of the other portion, the area of the cleaved portion can be reduced at the time of cleavage. Better cleavage can be performed. As a result, it becomes possible to obtain a better resonator end face.

【0045】図4〜図7は、図1〜図3に示した第1実
施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセス
を説明するための断面図である。以下、図1〜図7を参
照して、第1実施形態の窒化物系半導体レーザ素子の製
造プロセスについて説明する。なお、ここでは、図2に
示した断面(図1の100―100線に沿った断面)に
おける製造プロセスについて説明する。
FIGS. 4 to 7 are sectional views for explaining the manufacturing process of the nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment shown in FIGS. The manufacturing process of the nitride-based semiconductor laser device of the first embodiment will be described below with reference to FIGS. Here, the manufacturing process in the cross section shown in FIG. 2 (cross section taken along the line 100-100 in FIG. 1) will be described.

【0046】まず、図4に示すように、MOCVD法を
用いて、サファイア基板1上に、AlGaNバッファ層
2,アンドープGaN層3、Siをドープしたn型Ga
Nコンタクト層4、Siをドープしたn型AlGaNク
ラッド層5、Siをドープしたn型GaN光ガイド層
6、InGaNからなるMQW活性層7、アンドープA
lGaNキャップ層8、Mgをドープしたp型AlGa
N光ガイド層9、Mgをドープしたp型GaN光ガイド
層10、Mgをドープしたp型AlGaNクラッド層1
1、および、Mgをドープしたp型GaNコンタクト層
12を順次形成する。
First, as shown in FIG. 4, the AlGaN buffer layer 2, the undoped GaN layer 3, and the Si-doped n-type Ga are formed on the sapphire substrate 1 by the MOCVD method.
N contact layer 4, Si-doped n-type AlGaN cladding layer 5, Si-doped n-type GaN optical guide layer 6, InGaN MQW active layer 7, undoped A
lGaN cap layer 8, Mg-doped p-type AlGa
N light guide layer 9, Mg-doped p-type GaN light guide layer 10, Mg-doped p-type AlGaN cladding layer 1
1 and the p-type GaN contact layer 12 doped with Mg are sequentially formed.

【0047】次に、この第1実施形態の製造プロセスで
は、図1および図5に示すように、フォトリソグラフィ
技術およびエッチング技術を用いて、窒化物系半導体レ
ーザ素子の素子形成領域(凸部)30および一方の共振
器端面部分30b以外の領域をエッチングすることによ
って、サファイア基板1が露出するように凹部23を形
成する。この凹部23形成時のエッチングは、一方の共
振器端面部分30b(図1参照)では、共振器端面から
ストライプ方向に約100μmの範囲で約10μmの幅
を残すとともに、素子形成領域(凸部)30の他の部分
では約200μmの幅を残すように行う。
Next, in the manufacturing process of the first embodiment, as shown in FIGS. 1 and 5, the element formation region (convex portion) of the nitride-based semiconductor laser device is formed by using the photolithography technique and the etching technique. The recess 23 is formed so that the sapphire substrate 1 is exposed by etching a region other than 30 and one resonator end face portion 30b. The etching at the time of forming the recess 23 is such that, in one resonator end face portion 30b (see FIG. 1), a width of about 10 μm is left in the range of about 100 μm from the resonator end face in the stripe direction, and an element forming region (convex portion) is formed. In the other portion of 30, the width of about 200 μm is left.

【0048】その後、図6に示すように、フォトリソグ
ラフィ技術およびエッチング技術を用いて、p型GaN
コンタクト層12からn型GaNコンタクト層4の一部
領域をエッチングすることにより、n型GaNコンタク
ト層4の一部領域を露出させる。これにより、メサエッ
チ部16を形成する。
After that, as shown in FIG. 6, p-type GaN is formed by using the photolithography technique and the etching technique.
By etching a partial region of the n-type GaN contact layer 4 from the contact layer 12, a partial region of the n-type GaN contact layer 4 is exposed. As a result, the mesa-etched portion 16 is formed.

【0049】次に、フォトリソグラフィ技術およびエッ
チング技術を用いて、p型GaNコンタクト層12と、
p型AlGaNクラッド層11の一部とをエッチングす
る。これにより、図2に示したようなストライプ状のリ
ッジ部15を形成する。この後、p型GaNコンタクト
層12の上面以外の領域に、n型GaNコンタクト層4
の上面上に開口部を有するシリコン酸化膜からなる保護
膜17を形成する。そして、p型GaNコンタクト層1
2に接するように、p側電極13を形成するとともに、
保護膜17の開口部内で、n型GaNコンタクト層4の
面上に接触するようにn側電極14を形成することによ
って、図2に示したような、素子分離工程前の窒化物系
半導体レーザ素子が形成される。
Next, by using the photolithography technique and the etching technique, the p-type GaN contact layer 12 and the
A part of the p-type AlGaN cladding layer 11 is etched. As a result, the stripe-shaped ridge portion 15 as shown in FIG. 2 is formed. After that, the n-type GaN contact layer 4 is formed on a region other than the upper surface of the p-type GaN contact layer 12.
A protective film 17 made of a silicon oxide film having an opening is formed on the upper surface of the. Then, the p-type GaN contact layer 1
The p-side electrode 13 is formed so as to be in contact with 2, and
By forming the n-side electrode 14 in the opening of the protective film 17 so as to be in contact with the surface of the n-type GaN contact layer 4, the nitride semiconductor laser before the element isolation step as shown in FIG. The element is formed.

【0050】最後に、サファイア基板1の裏面を所定の
厚み分研磨した後、ダイシング線21に沿ってダイシン
グを行うとともに、劈開線22aおよび22bに沿って
劈開を行うことによって、図7に示すような、第1実施
形態による窒化物系半導体レーザ素子が完成される。
Finally, after polishing the back surface of the sapphire substrate 1 by a predetermined thickness, dicing is performed along the dicing line 21 and cleavage is performed along the cleavage lines 22a and 22b, as shown in FIG. The nitride semiconductor laser device according to the first embodiment is completed.

【0051】(第2実施形態)図8は、本発明の第2実
施形態による窒化物系半導体レーザ素子の素子分離工程
前の状態を示した平面図である。また、図9は、図8に
示した第2実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の
150―150線に沿った断面図である。また、図10
は、図8に示した第2実施形態による窒化物系半導体レ
ーザ素子の劈開線52aおよび52bに沿った断面図で
ある。この第2実施形態では、上記した第1実施形態と
異なり、素子形成領域(凸部)の両方の共振器端面部分
の幅を、素子形成領域(凸部)の他の部分の幅よりも小
さくした場合の例について説明する。
(Second Embodiment) FIG. 8 is a plan view showing a state of a nitride semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention before a device isolation process. 9 is a sectional view taken along the line 150-150 of the nitride-based semiconductor laser device according to the second embodiment shown in FIG. In addition, FIG.
FIG. 9 A sectional view taken along the cleavage lines 52 a and 52 b of the nitride-based semiconductor laser device according to the second embodiment shown in FIG. 8. In the second embodiment, unlike the above-described first embodiment, the width of both resonator end face portions of the element formation region (convex portion) is smaller than the width of the other portion of the element formation region (convex portion). An example of such a case will be described.

【0052】まず、図8〜図10を参照して、第2実施
形態による窒化物系半導体レーザ素子の素子分離工程前
の構造について説明する。この第2実施形態では、図9
に示すように、サファイア基板31上に、AlGaNバ
ッファ層32、アンドープGaN層33、n型GaNコ
ンタクト層34、n型AlGaNクラッド層35、n型
GaN光ガイド層36、InGaNからなるMQW活性
層37、アンドープAlGaNキャップ層38、p型A
lGaN光ガイド層39、p型GaN光ガイド層40、
および、凸状部を含むp型AlGaNクラッド層41が
この順序で形成されている。p型AlGaNクラッド層
41の凸状部上には、p型GaNコンタクト層42が形
成されている。p型AlGaNクラッド層41の凸状部
と、p型GaNコンタクト層42とによって、ストライ
プ状のリッジ部45が構成されている。
First, the structure of the nitride-based semiconductor laser device according to the second embodiment before the device isolation step will be described with reference to FIGS. In this second embodiment, FIG.
As shown in FIG. 3, on the sapphire substrate 31, an AlGaN buffer layer 32, an undoped GaN layer 33, an n-type GaN contact layer 34, an n-type AlGaN cladding layer 35, an n-type GaN light guide layer 36, and an MQW active layer 37 made of InGaN. , Undoped AlGaN cap layer 38, p-type A
lGaN light guide layer 39, p-type GaN light guide layer 40,
Also, the p-type AlGaN cladding layer 41 including the convex portion is formed in this order. A p-type GaN contact layer 42 is formed on the convex portion of the p-type AlGaN cladding layer 41. The convex portion of the p-type AlGaN cladding layer 41 and the p-type GaN contact layer 42 form a striped ridge portion 45.

【0053】また、p型AlGaNクラッド層41から
n型GaNコンタクト層34の一部領域が除去されるこ
とによって、n型GaNコンタクト層34の上面が露出
されたメサエッチ部46が形成されている。また、p型
GaNコンタクト層34の上面以外の領域に、n型Ga
Nコンタクト層34の上面上に開口部を有するシリコン
酸化膜からなる保護膜57が形成されている。また、p
型GaNコンタクト層42に接触するように、p側電極
43が形成されている。そして、保護膜57の開口部内
で、n型GaNコンタクト層34の上面に接触するよう
に、n側電極44が形成されている。
Further, by removing a partial region of the n-type GaN contact layer 34 from the p-type AlGaN cladding layer 41, a mesa-etched portion 46 in which the upper surface of the n-type GaN contact layer 34 is exposed is formed. In addition, in the region other than the upper surface of the p-type GaN contact layer 34, n-type Ga is formed.
A protective film 57 made of a silicon oxide film having an opening is formed on the upper surface of the N contact layer 34. Also, p
A p-side electrode 43 is formed so as to contact the type GaN contact layer 42. Then, in the opening of the protective film 57, the n-side electrode 44 is formed so as to come into contact with the upper surface of the n-type GaN contact layer 34.

【0054】なお、n型AlGaNクラッド層35は、
本発明の「第1クラッド層」の一例であり、MQW活性
層37は、本発明の「活性層」の一例である。また、p
型AlGaNクラッド層41は、本発明の「第2クラッ
ド層」の一例である。
The n-type AlGaN cladding layer 35 is
The MQW active layer 37 is an example of the "first clad layer" in the present invention, and the MQW active layer 37 is an example of the "active layer" in the present invention. Also, p
The type AlGaN cladding layer 41 is an example of the “second cladding layer” in the present invention.

【0055】ここで、第2実施形態の窒化物系半導体レ
ーザ素子では、図8〜図10に示すように、リッジ部4
5およびメサエッチ部46を含む素子形成領域(凸部)
60を取り囲むように凹部53が形成されている。この
凹部53は、サファイア基板31の表面が露出するよう
に形成されている。つまり、凹部53では、窒化物系半
導体からなる各層32〜42が完全に除去されている。
また、凹部53は、第1実施形態と異なり、素子形成領
域(凸部)60の両方の共振器端面部分60aおよび6
0bに入り込むように形成されている。このため、素子
形成領域(凸部)60の両方の共振器端面部分60aお
よび60bの幅が素子形成領域(凸部)60の他の部分
の幅よりも小さくなっている。
Here, in the nitride-based semiconductor laser device of the second embodiment, as shown in FIGS.
5 and the element formation region including the mesa-etched portion 46 (convex portion)
A recess 53 is formed so as to surround 60. The recess 53 is formed so that the surface of the sapphire substrate 31 is exposed. That is, in the recess 53, the layers 32 to 42 made of the nitride-based semiconductor are completely removed.
Further, unlike the first embodiment, the concave portion 53 has both the resonator end face portions 60a and 6 of the element forming region (convex portion) 60.
It is formed so as to enter 0b. Therefore, the widths of both resonator end face portions 60a and 60b of the element forming region (convex portion) 60 are smaller than the widths of the other portions of the element forming region (convex portion) 60.

【0056】具体的には、両方の共振器端面部分60a
および60bでは、共振器端面からストライプ方向に約
50μmの範囲で、約15μmの幅を有するように形成
されている。この共振器端面部分60aおよび60bの
幅は、リッジ部45の幅の約5倍〜約7倍にするのが好
ましい。また、素子形成領域(凸部)60の他の部分で
は、約170μmの幅を有するように形成されている。
Specifically, both resonator end face portions 60a are
And 60b are formed so as to have a width of about 15 μm in the range of about 50 μm from the resonator end face in the stripe direction. The width of the resonator end face portions 60a and 60b is preferably about 5 times to about 7 times the width of the ridge portion 45. The other part of the element forming region (convex portion) 60 is formed to have a width of about 170 μm.

【0057】第2実施形態の窒化物系半導体レーザ素子
では、上記のように、素子形成領域(凸部)60を取り
囲むようにサファイア基板31に達する凹部53を形成
することによって、サファイア基板31と、窒化物系半
導体からなる各層32〜41との熱膨張係数の差に起因
して発生する応力を緩和することができる。これによっ
て、基板の反りを有効に低減することができる。特に、
この第2実施形態では、凹部53が両方の共振器端面部
分60aおよび60bに入り込むように形成されている
ので、第1実施形態に比べて、反りの低減効果はより大
きい。その結果、後述する製造プロセスにおいて、サフ
ァイア基板31の反りをより低減した状態で、素子形成
時のリソグラフィ工程や素子分離工程(劈開工程)など
を行うことができるので、良好な共振器端面および素子
特性を有する窒化物系半導体レーザ素子を形成すること
が可能となる。
In the nitride-based semiconductor laser device of the second embodiment, as described above, the recess 53 reaching the sapphire substrate 31 is formed so as to surround the device forming region (projection) 60, so that the sapphire substrate 31 and The stress generated due to the difference in the coefficient of thermal expansion from each of the layers 32 to 41 made of the nitride-based semiconductor can be relaxed. Thereby, the warp of the substrate can be effectively reduced. In particular,
In the second embodiment, since the recess 53 is formed so as to enter both the resonator end face portions 60a and 60b, the effect of reducing the warpage is greater than that in the first embodiment. As a result, in the manufacturing process to be described later, the lithography step and the element separating step (cleaving step) at the time of forming the element can be performed in a state where the warp of the sapphire substrate 31 is further reduced. It is possible to form a nitride-based semiconductor laser device having characteristics.

【0058】また、第2実施形態では、上記した第1実
施形態と異なり、両方の共振器端面部分60aおよび6
0bの幅が他の部分の幅よりも小さくなるように凹部5
3を形成することによって、劈開時に、劈開する部分の
面積を小さくすることができるので、両方の共振器端面
部分60aおよび60bにおいて、より良好な劈開を行
うことができる。その結果、さらに良好な共振器端面を
得ることが可能となる。
Further, in the second embodiment, unlike the above-described first embodiment, both resonator end face portions 60a and 6a are formed.
The width of 0b is smaller than the width of other parts, so that the recess 5
By forming 3, the area of the cleaved portion can be reduced at the time of cleaving, so that better cleaving can be performed in both resonator end face portions 60a and 60b. As a result, it becomes possible to obtain a better resonator end face.

【0059】図11〜図14は、図8〜図10に示した
第2実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プ
ロセスを説明するための断面図である。以下、図8〜図
14を参照して、第2実施形態の窒化物系半導体レーザ
素子の製造プロセスについて説明する。なお、ここで
は、図9に示した断面(図8の150―150線に沿っ
た断面)における製造プロセスについて説明する。
11 to 14 are cross-sectional views for explaining the manufacturing process of the nitride-based semiconductor laser device according to the second embodiment shown in FIGS. The manufacturing process of the nitride-based semiconductor laser device of the second embodiment will be described below with reference to FIGS. The manufacturing process in the section shown in FIG. 9 (the section taken along the line 150-150 in FIG. 8) will be described here.

【0060】まず、図11に示すように、MOCVD法
を用いて、サファイア基板31上に、AlGaNバッフ
ァ層32,アンドープGaN層33、Siをドープした
n型GaNコンタクト層34、Siをドープしたn型A
lGaNクラッド層35、Siをドープしたn型GaN
光ガイド層36、InGaNからなるMQW活性層3
7、アンドープAlGaNキャップ層38、Mgをドー
プしたp型AlGaN光ガイド層39、Mgをドープし
たp型GaN光ガイド層40、Mgをドープしたp型A
lGaNクラッド層41、および、Mgをドープしたp
型GaNコンタクト層42を順次形成する。
First, as shown in FIG. 11, the AlGaN buffer layer 32, the undoped GaN layer 33, the Si-doped n-type GaN contact layer 34, and the Si-doped n are formed on the sapphire substrate 31 by MOCVD. Type A
lGaN clad layer 35, n-type GaN doped with Si
Optical guide layer 36, MQW active layer 3 made of InGaN
7, undoped AlGaN cap layer 38, Mg-doped p-type AlGaN light guide layer 39, Mg-doped p-type GaN light guide layer 40, Mg-doped p-type A
lGaN clad layer 41 and Mg-doped p
The type GaN contact layer 42 is sequentially formed.

【0061】次に、この第2実施形態の製造プロセスで
は、図8および図12に示すように、フォトリソグラフ
ィ技術およびエッチング技術を用いて、窒化物系半導体
レーザ素子の素子形成領域(凸部)60および両方の共
振器端面部分60aおよび60b以外の領域をエッチン
グすることによって、サファイア基板31が露出するよ
うに凹部53を形成する。この凹部53形成時のエッチ
ングは、両方の共振器端面部分60aおよび60b(図
8参照)では、各共振器端面からストライプ方向に約5
0μmの範囲で約15μmの幅を残すとともに、素子形
成領域(凸部)60の他の部分では約170μmの幅を
残すように行う。
Next, in the manufacturing process of the second embodiment, as shown in FIGS. 8 and 12, the element forming region (convex portion) of the nitride semiconductor laser element is formed by using the photolithography technique and the etching technique. The recess 53 is formed so that the sapphire substrate 31 is exposed by etching a region other than 60 and both resonator end face portions 60a and 60b. The etching at the time of forming the recess 53 is performed in both the resonator end face portions 60a and 60b (see FIG. 8) by about 5 in the stripe direction from each resonator end face.
A width of about 15 μm is left in the range of 0 μm, and a width of about 170 μm is left in the other part of the element forming region (convex portion) 60.

【0062】その後、図13に示すように、フォトリソ
グラフィ技術およびエッチング技術を用いて、p型Ga
Nコンタクト層42からn型GaNコンタクト層34の
一部領域をエッチングすることにより、n型GaNコン
タクト層34の一部領域を露出させる。これにより、メ
サエッチ部46を形成する。
Then, as shown in FIG. 13, a p-type Ga layer is formed by using a photolithography technique and an etching technique.
By etching a partial region of the n-type GaN contact layer 34 from the N contact layer 42, a partial region of the n-type GaN contact layer 34 is exposed. As a result, the mesa-etched portion 46 is formed.

【0063】次に、フォトリソグラフィ技術およびエッ
チング技術を用いて、p型GaNコンタクト層42と、
p型AlGaNクラッド層41の一部とをエッチングす
る。これにより、図9に示したようなストライプ状のリ
ッジ部45を形成する。この後、p型GaNコンタクト
層42の上面以外の領域に、n型GaNコンタクト層3
4の上面上に開口部を有するシリコン酸化膜からなる保
護膜57を形成する。そして、p型GaNコンタクト層
42に接するように、p側電極43を形成するととも
に、保護膜57の開口部内で、n型GaNコンタクト層
42の面上に接触するようにn側電極44を形成するこ
とによって、図9に示したような、素子分離工程前の窒
化物系半導体レーザ素子が形成される。
Next, the p-type GaN contact layer 42 and the p-type GaN contact layer 42 are formed by using the photolithography technique and the etching technique.
A part of the p-type AlGaN cladding layer 41 is etched. As a result, the stripe-shaped ridge portion 45 as shown in FIG. 9 is formed. After that, the n-type GaN contact layer 3 is formed in a region other than the upper surface of the p-type GaN contact layer 42.
A protective film 57 made of a silicon oxide film having an opening is formed on the upper surface of 4. Then, the p-side electrode 43 is formed so as to be in contact with the p-type GaN contact layer 42, and the n-side electrode 44 is formed so as to be in contact with the surface of the n-type GaN contact layer 42 in the opening of the protective film 57. By doing so, the nitride-based semiconductor laser device before the device isolation step as shown in FIG. 9 is formed.

【0064】最後に、サファイア基板31の裏面を所定
の厚み分研磨した後、ダイシング線51に沿ってダイシ
ングを行うとともに、劈開線52aおよび52bに沿っ
て劈開を行うことによって、図14に示すような、第2
実施形態による窒化物系半導体レーザ素子が完成され
る。
Finally, after polishing the back surface of the sapphire substrate 31 by a predetermined thickness, dicing is performed along the dicing line 51 and cleavage is performed along the cleavage lines 52a and 52b, as shown in FIG. Second
The nitride-based semiconductor laser device according to the embodiment is completed.

【0065】(第3実施形態)図15は、本発明の第3
実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の素子分離工
程前の状態を示した平面図である。また、図16は、図
15に示した第3実施形態による窒化物系半導体レーザ
素子の200―200線に沿った断面図である。また、
図17は、図15に示した第3実施形態による窒化物系
半導体レーザ素子の劈開線82bに沿った断面図であ
る。第3実施形態では、上記した第1実施形態と異な
り、選択横方向成長を用いて形成した低欠陥の窒化物系
半導体層上に、各層4〜12を形成した場合の例につい
て説明する。第3実施形態のその他の構造は、第1実施
形態と同様である。
(Third Embodiment) FIG. 15 shows a third embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing a state before a device isolation process of the nitride-based semiconductor laser device according to the embodiment. 16 is a sectional view taken along the line 200-200 of the nitride-based semiconductor laser device according to the third embodiment shown in FIG. Also,
FIG. 17 is a sectional view taken along the cleavage line 82b of the nitride-based semiconductor laser device according to the third embodiment shown in FIG. In the third embodiment, unlike the above-described first embodiment, an example will be described in which each of the layers 4 to 12 is formed on the low-defect nitride-based semiconductor layer formed by selective lateral growth. The other structure of the third embodiment is similar to that of the first embodiment.

【0066】まず、図15〜図17を参照して、第3実
施形態による窒化物系半導体レーザ素子の素子分離工程
前の構造について説明する。この第3実施形態では、図
16に示すように、サファイア基板1上に、AlGaN
バッファ層61が形成されている。
First, the structure of the nitride-based semiconductor laser device according to the third embodiment before the device isolation process will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, as shown in FIG. 16, AlGaN is formed on the sapphire substrate 1.
The buffer layer 61 is formed.

【0067】ここで、第3実施形態では、上記した第1
実施形態と異なり、AlGaNバッファ層61上に、約
2μm〜約3μmの厚みを有するアンドープGaNから
なる下地層(アンドープGaN層)62が形成されてい
る。さらに、この下地層62上に、約10nm〜約10
00nmの厚みを有するシリコン窒化膜(SiN膜)か
らなるマスク層63が、約7μmの間隔を隔ててストラ
イプ状に形成されている。そして、下地層62上および
マスク層63上に、約5μm〜約10μmの厚みを有す
るアンドープGaNからなる低欠陥層(アンドープGa
N層)64が形成されている。
Here, in the third embodiment, the above-mentioned first
Unlike the embodiment, an underlayer (undoped GaN layer) 62 made of undoped GaN having a thickness of about 2 μm to about 3 μm is formed on the AlGaN buffer layer 61. Further, on the base layer 62, about 10 nm to about 10 nm
A mask layer 63 made of a silicon nitride film (SiN film) having a thickness of 00 nm is formed in a stripe shape with an interval of about 7 μm. Then, on the underlying layer 62 and the mask layer 63, a low defect layer (undoped Ga) made of undoped GaN having a thickness of about 5 μm to about 10 μm.
N layer) 64 is formed.

【0068】また、第1実施形態と同様、低欠陥層64
上には、n型GaNコンタクト層4、n型AlGaNク
ラッド層5、n型GaN光ガイド層6、InGaNから
なるMQW活性層7、アンドープAlGaNキャップ層
8、p型AlGaN光ガイド層9、p型GaN光ガイド
層10、および、凸状部を含むp型AlGaNクラッド
層11がこの順序で形成されている。p型AlGaNク
ラッド層11の凸状部上には、p型GaNコンタクト層
12が形成されている。このp型AlGaNクラッド層
11の凸状部と、p型GaNコンタクト層12とによっ
て、ストライプ状のリッジ部15が構成されている。
Further, as in the first embodiment, the low defect layer 64 is formed.
An n-type GaN contact layer 4, an n-type AlGaN cladding layer 5, an n-type GaN light guide layer 6, an MQW active layer 7 made of InGaN, an undoped AlGaN cap layer 8, a p-type AlGaN light guide layer 9, and a p-type are provided on the upper side. The GaN light guide layer 10 and the p-type AlGaN cladding layer 11 including the convex portion are formed in this order. A p-type GaN contact layer 12 is formed on the convex portion of the p-type AlGaN cladding layer 11. The convex portion of the p-type AlGaN cladding layer 11 and the p-type GaN contact layer 12 form a striped ridge portion 15.

【0069】また、p型AlGaNクラッド層11から
n型GaNコンタクト層4の一部領域が除去されること
によって、n型GaNコンタクト層4の上面が露出され
たメサエッチ部16が形成されている。また、p型Ga
Nコンタクト層12の上面以外の領域に、n型GaNコ
ンタクト層4の上面上に開口部を有するシリコン酸化膜
からなる保護膜17が形成されている。また、p型Ga
Nコンタクト層12の上面に接触するように、p側電極
13が形成されている。そして、保護膜17の開口部内
で、n型GaNコンタクト層4の上面に接触するよう
に、n側電極14が形成されている。
Further, a part of the n-type GaN contact layer 4 is removed from the p-type AlGaN cladding layer 11 to form a mesa-etched portion 16 in which the upper surface of the n-type GaN contact layer 4 is exposed. In addition, p-type Ga
A protective film 17 made of a silicon oxide film having an opening is formed on the upper surface of the n-type GaN contact layer 4 in a region other than the upper surface of the N contact layer 12. In addition, p-type Ga
A p-side electrode 13 is formed so as to contact the upper surface of the N contact layer 12. Then, in the opening of the protective film 17, the n-side electrode 14 is formed so as to come into contact with the upper surface of the n-type GaN contact layer 4.

【0070】ここで、第3実施形態の窒化物系半導体レ
ーザ素子では、第1実施形態と同様、図15〜図17に
示すように、リッジ部15およびメサエッチ部16を含
む素子形成領域(凸部)30を取り囲むように凹部23
が形成されている。この凹部23は、サファイア基板1
の表面が露出するように形成されている。つまり、凹部
23では、窒化物系半導体からなる各層4〜12、61
〜64が完全に除去されている。また、凹部23は、素
子形成領域(凸部)30の一方の共振器端面部分30b
に入り込むように形成されている。このため、素子形成
領域(凸部)30の一方の共振器端面部分30bの幅が
素子形成領域(凸部)30の他の部分の幅よりも小さく
なっている。なお、素子形成領域(凸部)30の他方の
共振器端面部分30aの幅は、素子形成領域(凸部)3
0の他の部分の幅と同じである。
Here, in the nitride-based semiconductor laser device of the third embodiment, as in the first embodiment, as shown in FIGS. 15 to 17, a device formation region including a ridge portion 15 and a mesa etch portion 16 (convex) is formed. Part) 30 so as to surround 30
Are formed. The recess 23 is formed on the sapphire substrate 1
Is formed so that its surface is exposed. That is, in the recess 23, each of the layers 4 to 12 and 61 made of the nitride-based semiconductor is formed.
~ 64 has been completely removed. In addition, the concave portion 23 is one resonator end face portion 30 b of the element forming region (convex portion) 30.
It is formed to enter. Therefore, the width of one resonator end face portion 30b of the element forming region (convex portion) 30 is smaller than the width of the other portion of the element forming region (convex portion) 30. The width of the other resonator end face portion 30a of the element forming region (convex portion) 30 is determined by the element forming region (convex portion) 3
It is the same as the width of the other part of 0.

【0071】具体的には、一方の共振器端面部分30b
では、共振器端面からストライプ方向に約100μmの
範囲で、約10μmの幅を有するように形成されてい
る。この共振器端面部分30bの幅は、リッジ部15の
幅の約5倍〜約7倍にするのが好ましい。また、素子形
成領域(凸部)30の他の部分では、約200μmの幅
を有するように形成されている。
Specifically, one resonator end face portion 30b is provided.
In the above, it is formed so as to have a width of about 10 μm in the range of about 100 μm from the resonator end face in the stripe direction. The width of the resonator end face portion 30b is preferably about 5 to about 7 times the width of the ridge portion 15. Further, the other portion of the element forming region (convex portion) 30 is formed to have a width of about 200 μm.

【0072】第3実施形態の窒化物系半導体レーザ素子
は、上記のように、素子形成領域(凸部)30を取り囲
むようにサファイア基板1に達する凹部23を形成する
ことによって、第1実施形態と同様、サファイア基板1
と、窒化物系半導体からなる各層4〜12、61〜64
との熱膨張係数の差に起因して発生する応力を緩和する
ことができる。これによって、基板の反りを有効に低減
することができる。その結果、後述する製造プロセスに
おいて、サファイア基板1の反りを低減した状態で、素
子形成時のリソグラフィ工程や素子分離工程(劈開工
程)などを行うことができるので、良好な共振器端面お
よび素子特性を有する窒化物系半導体レーザ素子を形成
することが可能となる。特に、第3実施形態の窒化物系
半導体レーザ素子では、上記のように、基板上に低欠陥
層64を形成することにより成長層全体の厚みが大きく
なるため、大きな内部応力が発生する。その結果、より
大きな基板の反りが発生するため、凹部23による基板
の反りを低減する効果は大きい。また、低欠陥層64上
に窒化物半導体からなる各層4〜12を成長させること
によって、より良好な結晶性を有する窒化物系半導体か
らなる各層4〜12をを形成することができる。その結
果、さらに良好な素子特性を有する窒化物系半導体レー
ザ素子を得ることが可能となる。
In the nitride-based semiconductor laser device of the third embodiment, as described above, the recess 23 reaching the sapphire substrate 1 is formed so as to surround the device forming region (projection) 30. Similar to sapphire substrate 1
And layers 4 to 12 and 61 to 64 made of nitride semiconductor
The stress generated due to the difference in the coefficient of thermal expansion between and can be relaxed. Thereby, the warp of the substrate can be effectively reduced. As a result, in the manufacturing process to be described later, it is possible to perform a lithography step during element formation, an element separation step (cleavage step), etc., with the warp of the sapphire substrate 1 reduced, and thus, a good resonator end face and element characteristics can be obtained. It is possible to form a nitride-based semiconductor laser device having Particularly, in the nitride-based semiconductor laser device of the third embodiment, as described above, by forming the low-defect layer 64 on the substrate, the thickness of the entire growth layer becomes large, so that large internal stress occurs. As a result, a larger warp of the substrate occurs, so that the effect of reducing the warp of the substrate due to the recess 23 is great. Further, by growing the layers 4 to 12 made of a nitride semiconductor on the low defect layer 64, the layers 4 to 12 made of a nitride semiconductor having better crystallinity can be formed. As a result, it is possible to obtain a nitride-based semiconductor laser device having better device characteristics.

【0073】次に、図15〜図17を参照して、第3実
施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセス
について説明する。なお、ここでは、図16に示した断
面(図15の200―200線に沿った断面)における
製造プロセスについて説明する。
Next, with reference to FIGS. 15 to 17, the manufacturing process of the nitride-based semiconductor laser device according to the third embodiment will be described. The manufacturing process in the cross section shown in FIG. 16 (cross section taken along line 200-200 in FIG. 15) will be described here.

【0074】まず、図16に示すように、MOCVD法
を用いて、サファイア基板1上に、AlGaNバッファ
層61を形成する。そして、AlGaNバッファ層61
上に、約2μm〜約3μmの厚みを有するアンドープG
aNからなる下地層(アンドープGaN層)62を形成
する。この下地層62上に、約10nm〜約1000n
mの厚みを有するシリコン窒化膜(SiN)からなるマ
スク層63を約7μmの間隔を隔ててストライプ状に形
成する。なお、マスク層63の開口部は、サファイア基
板1の[11―20]方向または[1−100]方向に
平行になるように形成することが好ましい。そして、マ
スク層63を選択成長マスクとして、マスク層63およ
びマスク層63の開口部によって露出された下地層62
上に、アンドープGaNからなる低欠陥層(アンドープ
GaN層)64を選択横方向成長技術を用いて形成す
る。
First, as shown in FIG. 16, the AlGaN buffer layer 61 is formed on the sapphire substrate 1 by using the MOCVD method. Then, the AlGaN buffer layer 61
On top, undoped G having a thickness of about 2 μm to about 3 μm
A base layer (undoped GaN layer) 62 made of aN is formed. On this base layer 62, about 10 nm to about 1000 n
A mask layer 63 made of a silicon nitride film (SiN) having a thickness of m is formed in a stripe shape with an interval of about 7 μm. The opening of the mask layer 63 is preferably formed so as to be parallel to the [11-20] direction or the [1-100] direction of the sapphire substrate 1. Then, using the mask layer 63 as a selective growth mask, the mask layer 63 and the base layer 62 exposed by the openings of the mask layer 63.
A low-defect layer (undoped GaN layer) 64 made of undoped GaN is formed thereon by using the selective lateral growth technique.

【0075】その後、第1実施形態と同様の製造プロセ
スを用いることによって、図16に示す第3実施形態に
よる素子分離工程前の窒化物系半導体レーザ素子が形成
される。
Thereafter, by using the same manufacturing process as that of the first embodiment, the nitride semiconductor laser device before the device isolation step according to the third embodiment shown in FIG. 16 is formed.

【0076】なお、今回開示された実施形態は、すべて
の点で例示であって、制限的なものではないと考えられ
るべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説
明ではなく、特許請求の範囲によって示され、さらに特
許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての効
果が含まれる。
The embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of the claims, and further includes meanings equivalent to the scope of the claims and all effects within the scope.

【0077】たとえば、上記実施形態では、サファイア
基板の表面に達する凹部を形成するようにしたが、本発
明はこれに限らず、少なくとも活性層まで除去すること
によって凹部を形成するようにしてもよい。このように
すれば、基板の反りを低減することができる。
For example, in the above embodiment, the recess reaching the surface of the sapphire substrate is formed, but the present invention is not limited to this, and the recess may be formed by removing at least the active layer. . By doing so, the warp of the substrate can be reduced.

【0078】また、上記実施形態では、基板としてサフ
ァイア基板を用いたが、本発明はこれに限らず、SiC
基板、Si基板、GaAs基板、GaP基板、ZrB2
基板、ZnO基板、または、スピネル基板などを用いて
もよい。特に、SiのようにGaNと熱膨張係数差の大
きな基板の場合効果が大きい。また、これらの基板上
に、選択横方向成長技術を用いることによって形成され
た低欠陥層を有する低転位基板を用いてもよい。また、
GaN基板を用いてもよい。GaN基板上に窒化物系半
導体層を形成する場合には、反りは少なくなるが、完全
にはなくならないので、この場合にも、本発明は有効で
ある。
Although the sapphire substrate is used as the substrate in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and SiC is used.
Substrate, Si substrate, GaAs substrate, GaP substrate, ZrB 2
A substrate, a ZnO substrate, a spinel substrate, or the like may be used. In particular, the effect is great in the case of a substrate such as Si having a large difference in thermal expansion coefficient from GaN. Further, a low dislocation substrate having a low defect layer formed by using a selective lateral growth technique on these substrates may be used. Also,
A GaN substrate may be used. When the nitride-based semiconductor layer is formed on the GaN substrate, the warp is reduced, but it is not completely eliminated. Therefore, the present invention is also effective in this case.

【0079】また、上記第3実施形態では、シリコン窒
化膜からなるマスク層を形成したが、本発明はこれに限
らず、他の材料からなるマスク層を用いてもよい。
Although the mask layer made of the silicon nitride film is formed in the third embodiment, the present invention is not limited to this, and mask layers made of other materials may be used.

【0080】また、上記第3実施形態では、基板上に下
地層を形成した後、その下地層上に、選択横方向成長技
術を用いた窒化物系半導体層からなる低欠陥層を形成し
たが、本発明はこれに限らず、下地層を形成せずに、基
板上に、直接、選択横方向成長技術を用いた低欠陥層を
形成してもよい。
Further, in the third embodiment described above, after forming the underlayer on the substrate, the low defect layer made of the nitride-based semiconductor layer using the selective lateral overgrowth technique is formed on the underlayer. The present invention is not limited to this, and the low defect layer using the selective lateral overgrowth technique may be directly formed on the substrate without forming the underlayer.

【0081】あるいは、上記第3実施形態では、低欠陥
層を形成する工程において、選択横方向成長技術を用い
たが、PENDEO法や溝を形成した基板上に低欠陥層
を成長する横方向成長技術を用いてもよい。
Alternatively, in the third embodiment, the selective lateral overgrowth technique is used in the step of forming the low defect layer, but the PENDEO method or the lateral overgrowth for growing the low defect layer on the substrate in which the groove is formed. Technology may be used.

【0082】また、上記第3実施形態では、マスク層の
ストライプ方向と、窒化物系半導体レーザ素子のリッジ
部のストライプ方向とが平行になるように形成したが、
本発明は、これに限らず、マスク層のストライプ方向
と、リッジ部のストライプ方向とが平行でなくてもよ
い。たとえば、マスク層のストライプ方向と、リッジ部
のストライプ方向とが直交するようにマスク層を形成し
てもよい。
In the third embodiment, the stripe direction of the mask layer and the stripe direction of the ridge portion of the nitride semiconductor laser device are formed so as to be parallel to each other.
The present invention is not limited to this, and the stripe direction of the mask layer may not be parallel to the stripe direction of the ridge portion. For example, the mask layer may be formed so that the stripe direction of the mask layer and the stripe direction of the ridge portion are orthogonal to each other.

【0083】また、上記第3実施形態では、ストライプ
状のマスク層を所定の間隔を隔てて形成したが、本発明
はこれに限らず、マスク層の形状は、他の形状であって
もよい。たとえば、円形、六角形または三角形などの形
状を有するマスク層を形成してもよい。また、円形、六
角形、三角形などの形状の複数の開口部を有するマスク
層を形成しても同様の効果が得られる。
Further, in the third embodiment, the stripe-shaped mask layers are formed at a predetermined interval, but the present invention is not limited to this, and the mask layers may have other shapes. . For example, a mask layer having a shape such as a circle, a hexagon, or a triangle may be formed. Further, the same effect can be obtained by forming a mask layer having a plurality of openings having a circular shape, a hexagonal shape, a triangular shape, or the like.

【0084】[0084]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、基板の
反りを低減することができるので、歩留まりを向上させ
ることができるとともに、良好な素子特性を有する窒化
物系半導体レーザ素子を得ることができる。また、劈開
により良好な共振器端面を得ることができる。
As described above, according to the present invention, since the warp of the substrate can be reduced, the yield can be improved and a nitride semiconductor laser device having good device characteristics can be obtained. be able to. Also, a good resonator end face can be obtained by cleavage.

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

【図1】本発明の第1実施形態による窒化物系半導体レ
ーザ素子の素子分離工程前の状態を示した平面図であ
る。
FIG. 1 is a plan view showing a state before a device isolation process of a nitride semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した第1実施形態による窒化物系半導
体レーザ素子の100―100線に沿った断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view taken along the line 100-100 of the nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment shown in FIG.

【図3】図1に示した第1実施形態による窒化物系半導
体レーザ素子の劈開線22bに沿った断面図である。
3 is a sectional view taken along the cleavage line 22b of the nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment shown in FIG.

【図4】本発明の第1実施形態による窒化物系半導体レ
ーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図であ
る。
FIG. 4 is a sectional view illustrating the manufacturing process for the nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1実施形態による窒化物系半導体レ
ーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図であ
る。
FIG. 5 is a sectional view illustrating the manufacturing process for the nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1実施形態による窒化物系半導体レ
ーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第1実施形態による窒化物系半導体レ
ーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図であ
る。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2実施形態による窒化物系半導体レ
ーザ素子の素子分離工程前の状態を示した平面図であ
る。
FIG. 8 is a plan view showing a state before a device isolation process of a nitride semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention.

【図9】図8に示した第2実施形態による窒化物系半導
体レーザ素子の150―150線に沿った断面図であ
る。
9 is a sectional view taken along the line 150-150 of the nitride-based semiconductor laser device according to the second embodiment shown in FIG.

【図10】図8に示した第2実施形態による窒化物系半
導体レーザ素子の劈開線52aおよび52bに沿った断
面図である。
FIG. 10 is a sectional view taken along the cleavage lines 52a and 52b of the nitride-based semiconductor laser device according to the second embodiment shown in FIG.

【図11】本発明の第2実施形態による窒化物系半導体
レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図であ
る。
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the nitride-based semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第2実施形態による窒化物系半導体
レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図であ
る。
FIG. 12 is a sectional view illustrating the manufacturing process for the nitride-based semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第2実施形態による窒化物系半導体
レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図であ
る。
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the nitride-based semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第2実施形態による窒化物系半導体
レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図であ
る。
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the nitride-based semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第3実施形態による窒化物系半導体
レーザ素子の素子分離工程前の状態を示した平面図であ
る。
FIG. 15 is a plan view showing a state before a device isolation process of a nitride semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention.

【図16】図15に示した第3実施形態による窒化物系
半導体レーザ素子の200―200線に沿った断面図で
ある。
16 is a sectional view taken along the line 200-200 of the nitride-based semiconductor laser device according to the third embodiment shown in FIG.

【図17】図15に示した第2実施形態による窒化物系
半導体レーザ素子の劈開線82bに沿った断面図であ
る。
17 is a sectional view taken along the cleavage line 82b of the nitride-based semiconductor laser device according to the second embodiment shown in FIG.

【図18】従来の窒化物系半導体レーザ素子の素子分離
工程前の状態を示した平面図である。
FIG. 18 is a plan view showing a state before a device isolation step of a conventional nitride-based semiconductor laser device.

【図19】図18に示した従来の窒化物系半導体レーザ
素子の250−250線に沿った断面図である。
19 is a sectional view taken along the line 250-250 of the conventional nitride-based semiconductor laser device shown in FIG.

【図20】図18に示した従来の窒化物系半導体レーザ
素子の劈開線122に沿った断面図である。
20 is a sectional view taken along the cleavage line 122 of the conventional nitride-based semiconductor laser device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5、35 n型AlGaNクラッド層(第1クラッド
層) 7、37 MQW活性層(活性層) 11、41 p型AlGaNクラッド層(第2クラッド
層) 15、45 リッジ部
5, 35 n-type AlGaN clad layer (first clad layer) 7, 37 MQW active layer (active layer) 11, 41 p-type AlGaN clad layer (second clad layer) 15, 45 Ridge part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松下 保彦 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 5F073 AA11 AA74 AA81 CA07 DA32 EA29    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yasuhiko Matsushita             2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture             Within Yo Denki Co., Ltd. F term (reference) 5F073 AA11 AA74 AA81 CA07 DA32                       EA29

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に、第1導電型の第1クラッド
層、活性層、第2導電型の第2クラッド層を順次形成す
る工程と、 素子形成領域以外の領域に、少なくとも前記第2クラッ
ド層および前記活性層が除去された凹部を形成するとと
もに、前記素子形成領域に、共振器端面に対して垂直な
方向において異なる幅を有する凸部を形成する工程と、 前記素子形成領域に、ストライプ状のリッジ部を形成す
る工程とを備えた、窒化物系半導体レーザ素子の製造方
法。
1. A step of sequentially forming a first clad layer of a first conductivity type, an active layer, and a second clad layer of a second conductivity type on a substrate, and at least the second clad layer in a region other than an element formation region. A step of forming a concave portion from which the clad layer and the active layer are removed, and forming a convex portion having a different width in a direction perpendicular to the cavity end face in the element forming region, and the element forming region, And a step of forming a stripe-shaped ridge portion.
【請求項2】 前記凸部の共振器端面近傍の幅は、前記
凸部の他の部分よりも小さい、請求項1に記載の窒化物
系半導体レーザ素子の製造方法。
2. The method for manufacturing a nitride-based semiconductor laser device according to claim 1, wherein the width of the convex portion in the vicinity of the cavity end face is smaller than that of the other portion of the convex portion.
【請求項3】 前記凹部を形成する工程は、前記凸部の
共振器端面近傍以外の部分の周囲を取り囲むように凹部
を形成する工程を含む、請求項1または2に記載の窒化
物系半導体レーザ素子の製造方法。
3. The nitride-based semiconductor according to claim 1, wherein the step of forming the recess includes a step of forming the recess so as to surround a portion of the protrusion other than the vicinity of the resonator end face. Laser element manufacturing method.
【請求項4】 前記凹部を形成する工程は、前記基板が
露出するように凹部を形成する工程を含む、請求項1〜
3のいずれか1項に記載の窒化物系半導体レーザ素子の
製造方法。
4. The step of forming the recess includes the step of forming the recess so that the substrate is exposed.
4. The method for manufacturing a nitride-based semiconductor laser device according to any one of 3 above.
【請求項5】 基板上に形成された第1導電型の第1ク
ラッド層と、 前記第1クラッド層上に形成された活性層と、 前記活性層上に形成された第2導電型の第2クラッド層
と、 ストライプ状のリッジ部と、 素子形成領域以外の領域に形成され、少なくとも前記第
2クラッド層および前記活性層が除去された凹部と、 前記素子形成領域に形成され、共振器端面に対して垂直
な方向において異なる幅を有する凸部とを備えた、窒化
物系半導体レーザ素子。
5. A first conductivity type first clad layer formed on a substrate, an active layer formed on the first clad layer, and a second conductivity type second clad layer formed on the active layer. 2 clad layer, stripe-shaped ridge portion, a concave portion formed in a region other than the element formation region, in which at least the second cladding layer and the active layer are removed, and a cavity facet formed in the element formation region And a convex portion having a different width in a direction perpendicular to the nitride semiconductor laser element.
【請求項6】 前記凸部の共振器端面近傍の幅は、前記
凸部の他の部分よりも小さい、請求項5に記載の窒化物
系半導体レーザ素子。
6. The nitride semiconductor laser device according to claim 5, wherein the width of the convex portion near the cavity end face is smaller than the width of the other portion of the convex portion.
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