JP2013120891A - 半導体レーザ素子の製造方法、及び、半導体レーザ素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本開示の半導体レーザ素子の製造方法では、半極性面を有する六方晶系III族窒化物半導体基板の半極性面上に発光層を含むエピタキシャル層が形成された生産基板の表面に、割断ガイド溝を形成する。この際、半導体レーザ素子の共振器端面側のスクライブライン上でかつ半導体レーザ素子の少なくとも一つの角部を含む一部の領域に、スクライブラインに沿って延在しかつ断面形状がV字状である割断ガイド溝を形成する。そして、割断ガイド溝が形成された生産基板を、スクライブラインに沿って割断する。
【選択図】 図5
Description
1.半導体レーザ素子の構成
2.半導体レーザ素子の製造手法
3.割断ガイド溝の構成
4.実施例
[半導体レーザ素子の全体構成]
図1に、本開示の一実施形態に係る半導体レーザ素子の概略外観図を示す。なお、図1に示す例では、リッジ型(屈折率導波型)の半導体レーザ素子100を示すが、本開示はこれに限定されない。例えば、利得ガイド型の半導体レーザ素子に対しても、以下に説明する本開示の技術を適用することができる。
ここで、本実施形態の半導体レーザ素子100の各部の構成を、より詳細に説明する。
半導体基体1は、例えば、GaN、AlN、AlGAN、InGAN、InAlGaN等の六方晶系III族窒化物半導体で形成される。また、半導体基体1としては、キャリアの導電型がn型の基板を用いることができる。そして、本実施形態では、上述のように、エピタキシャル層2、絶縁層3及び第1電極4が形成される半導体基体1の一方の面を半極性面1aで構成する。
次に、本実施形態の半導体レーザ素子100のエピタキシャル層2、絶縁層3、第1電極4及び第2電極5の構成を、図4を参照しながら説明する。図4は、半導体レーザ素子100の厚さ方向(図中のZ方向)の概略断面図である。なお、図4には、ストライプ部101の延在方向(図中のY方向)に直交する断面を示す。
(1)半導体レーザ素子の製造手法の全体的な流れ
次に、本実施形態の半導体レーザ素子100の製造手法を、図5を参照しながら具体的に説明する。なお、図5は、半導体レーザ素子100の製造手法の全体的な手順を示すフローチャートである。また、本実施形態では、半導体レーザ素子100の各共振器端面に誘電体多層膜を形成(端面コート)する例を説明する。
次に、図5に示すフローチャート中のステップS3で行う割断ガイド溝104の形成手法の手順を、図7〜13を参照しながら説明する。なお、図7〜13は、ステップS3内の各工程終了時における基板部材の概略斜視図である。ただし、ここでは、説明を簡略化するために、基板部材内において互いに隣り合う2つの半導体レーザ素子100の形成領域間の境界付近の領域のみを示す。
ここで、本実施形態で形成した割断ガイド溝104の構成及び特徴を、図面を参照しながらより詳細に説明する。図14に、本実施形態で形成した割断ガイド溝104の概略構成を示す。なお、図14は、割断ガイド溝104の概略斜視断面図である。
まず、割断ガイド溝104を画成する側壁面(割断ガイド溝104の延在方向に沿って延在する側壁面)の形状について説明する。図15に、実際に形成した割断ガイド溝104の断面写真を示す。なお、図15に示す断面は、割断ガイド溝104の延在方向(X方向:結晶学的にはa軸方向)と直交する断面である。
上述のように、例えば{2,0,−2,1}面の半極性基板を用いた場合には、半極性面より約75度傾斜した角度にc面が存在するので(一方の側壁面が急峻になるので)、鋭角な略V字状の割断ガイド溝104が容易に得られる。しかしながら、用い得る半極性基板の面方位は、この例に限定されない。
次に、割断ガイド溝104の延在方向の端部(先端部)の形状について説明する。図17に、本実施形態で形成した割断ガイド溝104の概略平面図を示す。なお、図17には、ストライプ部101付近の領域のみの構成を示す。
次に、上述した半導体レーザ素子100の製造手法、すなわち、割断ガイド溝104を利用した製造手法により実際に作製した半導体レーザ素子100(実施例)のレーザ特性の一例を説明する。なお、ここでは、実施例と比較するために、割断ガイド溝104を形成せずに作製した半導体レーザ素子(比較例)のレーザ特性も調べた。なお、実施例では、溝幅2μm、深さ2μmの割断ガイド溝104を生産基板に形成して半導体レーザ素子100を作製した。
(1)
半極性面を有する六方晶系III族窒化物半導体基板上に、半導体レーザ素子の発光層を含むエピタキシャル層が設けられた生産基板を用意するステップと、
前記生産基板の表面において、前記半導体レーザ素子の共振器端面側のスクライブライン上でかつ前記半導体レーザ素子の少なくとも一つの角部を含む一部の領域に、該スクライブラインに沿って延在しかつ該延在した方向から見た断面形状がV字状である割断ガイド溝を形成するステップと、
前記割断ガイド溝が形成された前記生産基板を、前記スクライブラインに沿って割断するステップと
を含む半導体レーザ素子の製造方法。
(2)
前記六方晶系III族窒化物半導体基板が、c軸をm軸に向かって60度〜90度の範囲の角度で傾けた軸の方向を法線方向とする半極性面を有する半導体基板である
(1)に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
(3)
前記六方晶系III族窒化物半導体基板が、c軸をm軸に向かって75度傾けた軸の方向を法線方向とする半極性面を有する半導体基板である
(2)に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
(4)
前記割断ガイド溝を画成しかつ前記割断ガイド溝の延在方向に沿う方向に形成された2つの側壁面のうち、一方の側壁面にc面が露出している前記割断ガイド溝を形成する
(2)又は(3)に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
(5)
前記割断ガイド溝を画成する一方の側壁面の溝幅方向の幅と、他方の側壁面の溝幅方向の幅との比率が1:1の比率からオフセットした割断ガイド溝を形成する
(2)〜(4)のいずれか一項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
(6)
前記生産基板の表面から見た、前記割断ガイド溝の前記延在方向の先端部の形状がV字状であり、該先端部を画成する2つの先端側壁面のうち、前記一方の側壁面に連続して形成された先端側壁面の溝幅方向の幅と、前記他方の側壁面に連続して形成された先端側壁面の溝幅方向の幅との比率が1:1の比率からオフセットした割断ガイド溝を形成する
(5)に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
(7)
a軸方向に延在した前記割断ガイド溝を形成する
(1)〜(6)のいずれか一項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
(8)
前記割断ガイド溝を、ドライエッチング法で形成する
(1)〜(7)のいずれか一項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
(9)
六方晶系III族窒化物半導体で形成され、かつ、半極性面を有する半導体基体と、
レーザ光の光導波路を形成する発光層を含み、前記半導体基体に形成されたエピタキシャル層と、
前記エピタキシャル層上に形成された電極と、
前記半導体基体及び前記エピタキシャル層を含むレーザ構造体の前記レーザ光の伝搬方向と直交する共振器端面の前記エピタキシャル層側の少なくとも一つの角部を含む一部の領域に形成され、かつ、該レーザ構造体の前記エピタキシャル層側の表面に対して傾斜した傾斜面部と
を備える半導体レーザ素子。
(10)
半極性面を有する六方晶系III族窒化物半導体基板上に、半導体レーザ素子の発光層を含むエピタキシャル層が設けられた生産基板を用意するステップと、
前記生産基板の表面において、前記半導体レーザ素子の共振器端面側のスクライブライン上でかつ前記半導体レーザ素子の少なくとも一つの角部を含む一部の領域に、該スクライブラインに沿って延在しかつ該延在した方向から見た断面形状がV字状である割断ガイド溝を形成するステップと、
前記割断ガイド溝が形成された前記生産基板を、前記スクライブラインに沿って割断するステップと、を含む半導体レーザ素子の製造方法により製造された
半導体レーザ素子。
Claims (10)
- 半極性面を有する六方晶系III族窒化物半導体基板上に、半導体レーザ素子の発光層を含むエピタキシャル層が設けられた生産基板を用意するステップと、
前記生産基板の表面において、前記半導体レーザ素子の共振器端面側のスクライブライン上でかつ前記半導体レーザ素子の少なくとも一つの角部を含む一部の領域に、該スクライブラインに沿って延在しかつ該延在した方向から見た断面形状がV字状である割断ガイド溝を形成するステップと、
前記割断ガイド溝が形成された前記生産基板を、前記スクライブラインに沿って割断するステップと
を含む半導体レーザ素子の製造方法。 - 前記六方晶系III族窒化物半導体基板が、c軸をm軸に向かって60度〜90度の範囲の角度で傾けた軸の方向を法線方向とする半極性面を有する半導体基板である
請求項1に記載の半導体レーザ素子の製造方法。 - 前記六方晶系III族窒化物半導体基板が、c軸をm軸に向かって75度傾けた軸の方向を法線方向とする半極性面を有する半導体基板である
請求項2に記載の半導体レーザ素子の製造方法。 - 前記割断ガイド溝を画成しかつ前記割断ガイド溝の延在方向に沿う方向に形成された2つの側壁面のうち、一方の側壁面にc面が露出している前記割断ガイド溝を形成する
請求項2に記載の半導体レーザ素子の製造方法。 - 前記割断ガイド溝を画成する一方の側壁面の溝幅方向の幅と、他方の側壁面の溝幅方向の幅との比率が1:1の比率からオフセットした割断ガイド溝を形成する
請求項4に記載の半導体レーザ素子の製造方法。 - 前記生産基板の表面から見た、前記割断ガイド溝の前記延在方向の先端部の形状がV字状であり、該先端部を画成する2つの先端側壁面のうち、前記一方の側壁面に連続して形成された先端側壁面の溝幅方向の幅と、前記他方の側壁面に連続して形成された先端側壁面の溝幅方向の幅との比率が1:1の比率からオフセットした割断ガイド溝を形成する
請求項5に記載の半導体レーザ素子の製造方法。 - a軸方向に延在した前記割断ガイド溝を形成する
請求項2に記載の半導体レーザ素子の製造方法。 - 前記割断ガイド溝を、ドライエッチング法で形成する
請求項1に記載の半導体レーザ素子の製造方法。 - 六方晶系III族窒化物半導体で形成され、かつ、半極性面を有する半導体基体と、
レーザ光の光導波路を形成する発光層を含み、前記半導体基体に形成されたエピタキシャル層と、
前記エピタキシャル層上に形成された電極と、
前記半導体基体及び前記エピタキシャル層を含むレーザ構造体の前記レーザ光の伝搬方向と直交する共振器端面の前記エピタキシャル層側の少なくとも一つの角部を含む一部の領域に形成され、かつ、該レーザ構造体の前記エピタキシャル層側の表面に対して傾斜した傾斜面部と
を備える半導体レーザ素子。 - 半極性面を有する六方晶系III族窒化物半導体基板上に、半導体レーザ素子の発光層を含むエピタキシャル層が設けられた生産基板を用意するステップと、
前記生産基板の表面において、前記半導体レーザ素子の共振器端面側のスクライブライン上でかつ前記半導体レーザ素子の少なくとも一つの角部を含む一部の領域に、該スクライブラインに沿って延在しかつ該延在した方向から見た断面形状がV字状である割断ガイド溝を形成するステップと、
前記割断ガイド溝が形成された前記生産基板を、前記スクライブラインに沿って割断するステップと、を含む半導体レーザ素子の製造方法により製造された
半導体レーザ素子。
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