JP2008147547A - 窒化物半導体レーザ装置の製造方法及び窒化物半導体レーザ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】活性層5上にp型のGaNガイド層7、n型のGaN層8、及びn型のAlGaN電流狭窄層9を順次形成した後、電流狭窄層9の一部を、光を照射しながらアルカリ溶液でエッチングして開口部20を形成し、その後、電流狭窄層9上に開口部20を覆うようにp型のGaN第2ガイド層を形成する。ここで、GaN層8のエネルギーギャップは、AlGaN電流狭窄層9のエネルギーギャップよりも小さい。
【選択図】図1
Description
GaN+3h++6OH− → 2GaO3 3−+0.25N2+3H2O
図10に示すように、バンド構造上は界面に正孔が溜まることが可能であるが、n型窒化物半導体であるので正孔がほとんど無い。そこで、n型窒化物半導体のバンドギャップよりも大きなエネルギーの光を照射して、境界に正孔を発生させることにより、n型窒化物半導体のエッチングが促進される。
本発明において、n−GaN層8の厚みを、図1(b)に示したように、p−GaNガイド層7とn−GaN層8とが接合して形成される空乏層のうち、n−GaN層8内に形成される空乏層の幅よりも大きく設定しておけば、PECエッチングは、n−GaN層8内の空乏層の端部P2まで進むので、n−AlGaN電流狭窄層9を確実に除去することができる。
n−AlGaN電流狭窄層9が一部エッチングされずに残る理由として、上述したピエゾ効果の他に、次のような要因が関係していることも推測される。
2 n−GaN層
3 n−AlGaNクラッド層
4 n−GaNガイド層
5 MQW活性層
6 p−AlGaNオーバーフロー抑制層
7 p−GaNガイド層(第1の窒化物半導体層)
8、8a n−GaN層(第2の窒化物半導体層)
8b p型化されたGaN層
9 n−AlGaN電流狭窄層(第3の窒化物半導体層)
10 p−GaN第2ガイド層(第4の窒化物半導体層)
11 p−AlGaNクラッド層
12 p−GaNコンタクト層
13 p型電極
14 n型電極
20 開口部
Claims (20)
- 活性層への電流を狭窄するための開口部を有する電流狭窄層を備えた窒化物半導体レーザ装置の製造方法であって、
前記活性層上にp型の第1の窒化物半導体層、n型の第2の窒化物半導体層、及び前記電流狭窄層を構成するn型の第3の窒化物半導体層を順次形成する工程(a)と、
前記第3の窒化物半導体層の一部を、光を照射しながらアルカリ溶液でエッチングして前記電流狭窄層の開口部を形成する工程(b)と、
前記第3の窒化物半導体層上に、前記電流狭窄層の開口部を覆うようにp型の第4の窒化物半導体層を形成する工程(c)と
を含み、
前記第2の窒化物半導体層のエネルギーギャップが、前記第3の窒化物半導体層のエネルギーギャップよりも小さいことを特徴とする、窒化物半導体レーザ装置の製造方法。 - 前記工程(c)において、前記第2の窒化物半導体層における前記開口部下の領域が、前記第1の窒化物半導体層及び前記第4の窒化物半導体層の少なくとも一方からp型不純物が拡散することにより、p型化されていることを特徴とする、請求項1に記載の窒化物半導体レーザ装置の製造方法。
- 前記第2の窒化物半導体層の厚みは、前記第1の窒化物半導体層と前記第2の窒化物半導体層とが接合して形成される空乏層のうち、前記第2の窒化物半導体層領域内に形成される前記空乏層の幅よりも大きいことを特徴とする、請求項1に記載の窒化物半導体レーザ装置の製造方法。
- 前記第2の窒化物半導体層の厚みが、5nm〜50nmの範囲にあることを特徴とする、請求項3に記載の窒化物半導体レーザ装置の製造方法。
- 前記工程(b)において、前記第2の窒化物半導体層における前記開口部下の領域が、前記エッチングにより厚み方向にエッチングされて薄くなっていることを特徴とする、請求項1に記載の窒化物半導体レーザ装置の製造方法。
- 前記第1の窒化物半導体層及び前記4の窒化物半導体層は、ガイド層またはクラッド層を構成していることを特徴とする、請求項1に記載の窒化物半導体レーザ装置の製造方法。
- 前記第2の窒化物半導体層がGaN層からなり、前記第3の窒化物半導体層がAlGaN層からなることを特徴とする、請求項1に記載の窒化物半導体レーザ装置の製造方法。
- 前記GaN層がInを含有していることを特徴とする、請求項7に記載の窒化物半導体レーザ装置の製造方法。
- 前記Inの組成が2%以上であることを特徴とする、請求項8に記載の窒化物半導体レーザ装置の製造方法。
- 前記GaN層がAlをさらに含有していることを特徴とする、請求項8に記載の窒化物半導体レーザ装置の製造方法。
- 前記AlGaN層が複数の層からなり、前記第2の窒化物半導体層に接する前記AlGaN層におけるAl組成が、前記第4の窒化物半導体層に接する前記AlGaN層におけるAl組成よりも小さいことを特徴とする、請求項7に記載の窒化物半導体レーザ装置の製造方法。
- 前記AlGaN層がInを含有していることを特徴とする、請求項7に記載の窒化物半導体レーザ装置の製造方法。
- 前記第1の窒化物半導体層及び前記4の窒化物半導体層は、GaN層からなることを特徴とする、請求項7に記載の窒化物半導体レーザ装置の製造方法。
- 前記第3の窒化物半導体層のフェルミ準位は、前記第2の窒化物半導体層のフェルミ準位と等しい、またはそれよりも小さいことを特徴とする、請求項1に記載の窒化物半導体レーザ装置の製造方法。
- 前記工程(b)の後、前記工程(c)の前に、前記第2の窒化物半導体層における前記開口部下の領域に、p型の不純物を導入する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の窒化物半導体レーザ装置の製造方法。
- 請求項1〜15の何れかに記載の製造方法によって製造された窒化物半導体レーザ装置であって、該装置は、
活性層上に、p型の第1の窒化物半導体層、n型の第2の窒化物半導体層、及び前記活性層への電流を狭窄するための開口部を有する電流狭窄層を構成するn型の第3の窒化物半導体層を備え、
前記第2の窒化物半導体層における前記開口部下の領域は、p型不純物が導入されてp型化されており、
前記第2の窒化物半導体層のエネルギーギャップは、前記第3の窒化物半導体層のエネルギーギャップよりも小さいことを特徴とする、窒化物半導体レーザ装置。 - 前記第2の窒化物半導体層の厚みは、前記第1の窒化物半導体層と前記第2の窒化物半導体層とが接合して形成される空乏層のうち、前記第2の窒化物半導体層領域内に形成される前記空乏層の幅よりも大きいことを特徴とする、請求項16に記載の窒化物半導体レーザ装置。
- 前記第3の窒化物半導体層のフェルミ準位が、前記第2の窒化物半導体層のフェルミ準位と等しい、またはそれよりも大きいことを特徴とする、請求項16に記載の窒化物半導体レーザ装置。
- 前記第1の窒化物半導体層及び前記4の窒化物半導体層は、ガイド層またはクラッド層を構成していることを特徴とする、請求項16に記載の窒化物半導体レーザ装置。
- 前記第2の窒化物半導体層がGaN層からなり、前記第3の窒化物半導体層がAlGaN層からなることを特徴とする、請求項16に記載の窒化物半導体レーザ装置。
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