JP2010129581A - 窒化物系半導体レーザ素子及びその作製方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エッチングによりストライプ状の溝を形成したGaN基板2上にAlGaNから成る層2dを形成し、最上位層にInGaNから成るコンタクト層8を形成することを特徴とする窒化物半導体レーザ素子の作製方法。
【選択図】図1
Description
<<窒化物系半導体レーザ素子の作製方法>>
<ウエハ作製方法>
最初に、作製されるウエハの一例について図1(a)、(b)のウエハの模式図を用いて説明する。図1(a)はウエハの模式的な平面図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A断面を示した模式的な断面図である。なお、図1(a)、(b)には基板の結晶方位をあわせて示しており、以下の図においても同様に基板の結晶方位をあわせて示すこととする。
<<ウエハの結晶構造解析>>
上記のようにしてSTE処理をしたGaN基板上に窒化物半導体層を積層後、劈開、分断によって得られたウエハ1の結晶構造を調べた逆格子マッピングを図7(b)に示す。比較のため、STE処理をしないGaN基板を用いた以外は、上記と同様に方法で作成されたウエハの逆格子マッピングも図7(a)に示している。測定は、図8に示すように、ウエハ1に対してストライプコア領域2aが延びる<1−100>方向に垂直な方向から{0001}面に対して、<11−20>となす角ωが10.9°でX線を入射し、X線入射方向に対し100°の位置に回折するX線を観測したものである。
次に、得られたウエハ1を劈開及び分割してチップを得るとともに、このチップを用いた窒化物系半導体レーザ素子の作製方法の一例について図4及び図5を用いて説明する。図4は、バー及びチップを示した模式的な平面図であり、バー及びチップの図1(a)と同様の平面について示したものである。また、図5は、窒化物系半導体レーザ素子の模式的な斜視図である。なお、以下では上述したウエハ作製方法の一例によって得られたウエハを用いる場合について説明する。
図5に示すように、窒化物系半導体レーザ素子20は、チップ16がはんだによって接続及び固定(マウント)されるサブマウント23と、サブマウント23と接続するヒートシンク22と、ヒートシンク22がある面に接続するステム21と、ステム21のヒートシンク22が接続するある面とある面の反対側の面とを貫通するとともにステム21と絶縁されるピン24a、24bと、一方のピン24aとチップ16のパッド電極12とを電気的に接続するワイヤ25aと、他方のピン24bとサブマウント23とを電気的に接続するワイヤ26bと、を備えている。
<<チップの立ち上がり電圧測定>>
上記のようにして窒化物半導体レーザ素子20を量産し、立ち上がり電圧を測定してロット平均値ヒストグラムを作成したものが、図9である。比較のため、STE処理をしないGaN基板を用いた以外は、上記と同様に方法で作成された窒化物半導体レーザ素子の結果も示している。立ち上がり電圧(Vf@1mA)とは、チップ16に1mAの電流を供給するために必要な起動電圧のことをいい、コンタクト層8とp 側オーミック電極9との間の接触抵抗にほぼ比例する特性である。つまり、立ち上がり電圧が大きくなるほど、接触抵抗が大きい。図9において、縦軸は占有率(%)を表し、横軸(単位なし)は立ち上がり電圧を表すが軸に付された数値は最頻値を100とした相対値であり、絶対値(Vf@1mA)に比例する値である。
2 基板
2a ストライプコア
2b 他の領域
2c ストライプ状の溝
3 n型クラッド層
4 活性層
4a 井戸層
4b 障壁層
5 光ガイド層
6 キャップ層
7 p型クラッド層
8 コンタクト層
9 p側オーミック電極
10 リッジ部
11 電流ブロック層
12 パッド電極
13 n側電極
14 SiO2層
15 バー
16 チップ
Claims (6)
- 基板上に窒化物半導体の層を積層した窒化物系半導体レーザ素子の作製方法において、 エッチングによりストライプ状の溝を形成したGaNから成る基板又は層の上にAlGaNから成る層を形成し、最上位層にInGaNから成るコンタクト層を形成することを特徴とする窒化物半導体レーザ素子の作製方法。
- 前記ストライプ状の溝が、前記GaNから成る基板又は層のストライプコア領域の中心に形成されたことを特徴とする請求項1に記載の窒化物半導体レーザ素子の作製方法。
- 前記ストライプコア領域の幅は10〜30μmであり、前記ストライプ状の溝の溝深さは2.5〜3.5μm、溝幅は20〜40μmであることを特徴とする請求項2に記載の窒化物半導体レーザ素子の作製方法。
- 基板上に窒化物半導体の層を積層した窒化物系半導体レーザ素子において、
ストライプ状の溝を形成したGaNから成る基板又は層と、
該GaNから成る基板又は層の上に形成されたAlGaNから成る層と、
最上位層に形成されたInGaNから成るコンタクト層と、
を有することを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。 - 前記ストライプ状の溝が、前記GaNから成る基板又は層のストライプコア領域の中心に形成されたことを特徴とする請求項4に記載の窒化物半導体レーザ素子。
- 前記ストライプコア領域の幅は10〜30μmであり、前記ストライプ状の溝の溝深さは2.5〜3.5μm、溝幅は20〜40μmであることを特徴とする請求項5に記載の窒化物半導体レーザ素子。
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- 2008-11-25 JP JP2008299495A patent/JP2010129581A/ja active Pending
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