JP2020047635A - Nitride semiconductor laser diode - Google Patents

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Abstract

To provide a nitride semiconductor laser diode capable of improving the yield and extending a service life.SOLUTION: A laser diode 1 includes a base 12 provided on a substrate 11, a first semiconductor layer 311 provided on a part of the upper surface of the substrate 12, and a light emitting unit 32 provided on a part of the upper surface of the first semiconductor layer 311, and the substrate 12 includes a region where the first semiconductor layer 311 is not formed, which is an upper region 121 having the upper surface 12a formed of AlGaN (x1+y1=1, 0≤x1<1, 0<y1≤1).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は窒化物半導体レーザダイオードに関する。   The present invention relates to a nitride semiconductor laser diode.

窒化物半導体レーザダイオードには構造の違いにより様々な種類が存在するが、その中の一つに結晶の劈開面を反射ミラーとして用いるファブリーペロー型窒化物半導体レーザダイオードがある。劈開面を露出させる方法としては、一般的に結晶の劈開面に沿って切断する方法と、エッチング技術を用いる方法の二種類がある。エッチング技術を用いる方法は、基板と基板上の窒化物半導体の劈開面が異なる場合でも適用可能で汎用性が高いことから、一般的に実用化されている。   There are various types of nitride semiconductor laser diodes depending on the structure, and one of them is a Fabry-Perot nitride semiconductor laser diode using a cleavage plane of a crystal as a reflection mirror. As a method of exposing the cleavage plane, there are generally two types of a method of cutting along a cleavage plane of a crystal and a method of using an etching technique. A method using an etching technique is generally used because it can be applied even when the cleavage plane of the nitride semiconductor on the substrate is different from that of the substrate and has high versatility.

特許文献1には、サファイア基板上に3族窒化物半導体を積層させた構造に対し、ドライエッチングとウェットエッチングを組み合わせたエッチング方法を行うことで3族窒化物半導体を除去してサファイア基板を露出させることにより、3族窒化物半導体の側面に共振器面を有する構造のレーザダイオードを形成する方法および構造が開示されている。   Patent Document 1 discloses that a sapphire substrate is exposed by removing a group III nitride semiconductor by performing an etching method combining dry etching and wet etching on a structure in which a group III nitride semiconductor is stacked on a sapphire substrate. A method and a structure for forming a laser diode having a resonator surface on the side surface of a group III nitride semiconductor are disclosed.

特開平10−41585号公報JP-A-10-41585

特許文献1に開示された構造を有するレーザダイオードは、レーザダイオードの組み立て時の洗浄工程の歩留まりの低下や、レーザダイオードの短寿命化の問題が発生するという問題を有している。   The laser diode having the structure disclosed in Patent Literature 1 has a problem that the yield of a cleaning process at the time of assembling the laser diode is reduced and a problem of shortening the life of the laser diode occurs.

本発明の目的は、歩留まり向上および長寿命化を図ることができる窒化物半導体レーザダイオードを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a nitride semiconductor laser diode capable of improving the yield and extending the life.

上記目的を達成するために、本発明の一態様による窒化物半導体レーザダイオードは、基板上に設けられた基部と、前記基部の上面の一部に設けられた第一半導体層と、前記第一半導体層の上面の一部に設けられた発光部と、を備え、前記基部は、前記第一半導体層が形成されていない領域であってAlx1Gay1N(x1+y1=1、0≦x1<1、0<y1≦1)で形成された前記上面を含む上部領域を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a nitride semiconductor laser diode according to one embodiment of the present invention includes a base provided on a substrate, a first semiconductor layer provided on a part of an upper surface of the base, A light-emitting portion provided on a part of the upper surface of the semiconductor layer, wherein the base is a region where the first semiconductor layer is not formed, and wherein Al x1 Ga y1 N (x1 + y1 = 1, 0 ≦ x1 < 1, 0 <y1 ≦ 1), and has an upper region including the upper surface.

本発明の一態様によれば、歩留まり向上および長寿命化を図ることができる。   According to one embodiment of the present invention, yield can be improved and life can be increased.

本発明の一実施形態による窒化物半導体レーザダイオードの構造の一例を模式的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing an example of a structure of a nitride semiconductor laser diode according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による窒化物半導体レーザダイオードを説明する図であって、窒化物半導体レーザダイオードに備えられた基部の上面を形成するAlGaNのAl組成比に対する、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(25%)に85℃で5分浸漬した場合の、当該AlGaNのエッチング量の相関グラフである。FIG. 2 is a view for explaining a nitride semiconductor laser diode according to an embodiment of the present invention, and shows a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (25) with respect to an Al composition ratio of AlGaN forming an upper surface of a base provided in the nitride semiconductor laser diode. %) Is a correlation graph of the etching amount of the AlGaN when immersed at 85 ° C. for 5 minutes. 本発明の一実施形態の実施例1による窒化物半導体レーザダイオードを説明する図であって、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(25%)に85℃で5分浸漬した場合の窒化物半導体レーザダイオードの断面のSEM画像である。FIG. 2 is a view for explaining a nitride semiconductor laser diode according to Example 1 of one embodiment of the present invention, which shows a nitride semiconductor laser diode when immersed in a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (25%) at 85 ° C. for 5 minutes. It is a SEM image of a section. 本発明の一実施形態による窒化物半導体レーザダイオードを説明する図であって、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(25%)に85℃で15分浸漬した場合の比較例1による窒化物半導体レーザダイオードの断面のSEM画像である。FIG. 3 is a diagram illustrating a nitride semiconductor laser diode according to one embodiment of the present invention, in which the nitride semiconductor laser diode according to Comparative Example 1 is immersed in a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (25%) at 85 ° C. for 15 minutes. It is a SEM image of a section. 本発明の一実施形態による窒化物半導体レーザダイオードを説明する図であって、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(25%)に85℃で30分浸漬した場合の比較例2による窒化物半導体レーザダイオードの断面のSEM画像である。FIG. 3 is a diagram illustrating a nitride semiconductor laser diode according to one embodiment of the present invention, in which a nitride semiconductor laser diode according to Comparative Example 2 is immersed in a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (25%) at 85 ° C. for 30 minutes. It is a SEM image of a section.

特許文献1に開示された構造を有するレーザダイオードの組み立て時の洗浄工程の歩留まりの低下や、レーザダイオードの短寿命化の問題が発生する原因について、本発明者らが鋭意検討した結果、当該構造のレーザダイオードは、耐薬品性や耐湿性に乏しく、特に塩基性の環境下においては窒化物半導体の溶解や腐食の侵攻が激しいことが分かった。そこで、本発明者らは、この知見に基づき、以下の窒化物半導体レーザダイオードの発明に至った。   As a result of the present inventors' earnest studies on the causes of the reduction in the yield of the cleaning process at the time of assembling the laser diode having the structure disclosed in Patent Document 1 and the problem of shortening the life of the laser diode, the present inventors have found that the structure is It has been found that the laser diode of the above has poor chemical resistance and moisture resistance, and particularly under a basic environment, the dissolution and corrosion of the nitride semiconductor are severely invaded. Then, the present inventors have reached the invention of the following nitride semiconductor laser diode based on this finding.

本発明の一実施形態による窒化物半導体レーザダイオードについて図1から図5を用いて説明する。まず、本実施形態による窒化物半導体レーザダイオード(以下、「レーザダイオード」と略記する)1の構造の一例について図1を用いて説明する。   A nitride semiconductor laser diode according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, an example of the structure of the nitride semiconductor laser diode (hereinafter abbreviated as “laser diode”) 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

図1に示すように、本実施形態によるレーザダイオード1は、基板11と、基板11上に設けられた基部12と、基部12の上面12aの一部に設けられた第一半導体層311と、第一半導体層311上の一部に設けられたメサ部半導体層312とを備えている。レーザダイオード1は、メサ部半導体層312上に設けられた下部ガイド層321と、下部ガイド層321上に設けられた発光層322と、発光層322上に設けられた上部ガイド層323とを備えている。レーザダイオード1は、上部ガイド層323上に設けられた第二半導体層331と、第二半導体層331上に設けられたリッジ部半導体層332とを備えている。レーザダイオード1は、第一半導体部31上に設けられた第一電極14と、リッジ部半導体層332上に設けられた第二電極15とを備えている。   As shown in FIG. 1, the laser diode 1 according to the present embodiment includes a substrate 11, a base 12 provided on the substrate 11, a first semiconductor layer 311 provided on a part of the upper surface 12a of the base 12, And a mesa semiconductor layer 312 provided on a part of the first semiconductor layer 311. The laser diode 1 includes a lower guide layer 321 provided on the mesa semiconductor layer 312, a light emitting layer 322 provided on the lower guide layer 321, and an upper guide layer 323 provided on the light emitting layer 322. ing. The laser diode 1 includes a second semiconductor layer 331 provided on the upper guide layer 323, and a ridge portion semiconductor layer 332 provided on the second semiconductor layer 331. The laser diode 1 includes a first electrode 14 provided on the first semiconductor portion 31 and a second electrode 15 provided on the ridge portion semiconductor layer 332.

下部ガイド層321と、発光層322と、上部ガイド層323とを合わせて発光部32が構成されている。第二半導体層331と、リッジ部半導体層332とを合わせて第二半導体部33が構成されている。第一半導体層311は、基部12の上面12aの一部に配置されている。このため、基部12の上面12aには、第一半導体層311が形成されていない領域と、第一半導体層311が形成されている領域とが存在する。第一半導体層311と、メサ部半導体層312とを合わせて第一半導体部31が構成されている。第一半導体部31と、発光部32と、第二半導体部33とを合わせて窒化物半導体素子部13が構成されている。   The lower guide layer 321, the light emitting layer 322, and the upper guide layer 323 together form the light emitting section 32. The second semiconductor portion 33 is configured by combining the second semiconductor layer 331 and the ridge portion semiconductor layer 332. The first semiconductor layer 311 is arranged on a part of the upper surface 12 a of the base 12. Therefore, on the upper surface 12a of the base 12, there are a region where the first semiconductor layer 311 is not formed and a region where the first semiconductor layer 311 is formed. The first semiconductor layer 31 is configured by combining the first semiconductor layer 311 and the mesa semiconductor layer 312. The first semiconductor section 31, the light emitting section 32, and the second semiconductor section 33 together constitute the nitride semiconductor element section 13.

レーザダイオード1は、第一半導体層311及び発光部4の側面を少なくとも含む光を外部へ出射する方向の側面に設けられた共振器面16を備えている。より具体的には、共振器面16は、第一半導体部31の側面と、発光部32の側面と、第二半導体部33の側面とによって形成される同一平面で構成されている。共振器面16は、Alx2Gay2N(x2+y2=1、0≦x2≦0.8、0.2≦y2≦1)で形成されている。共振器面16は、第一半導体部31、発光部32及び第二半導体部33という複数の層で構成されているが、第一半導体部31、発光部32及び第二半導体部33のそれぞれの側面が、Alx2Gay2N(x2+y2=1、0≦x2≦0.8、0.2≦y2≦1)で形成されている。 The laser diode 1 includes a resonator surface 16 provided on a side surface in a direction in which light including at least the side surfaces of the first semiconductor layer 311 and the light emitting unit 4 is emitted to the outside. More specifically, the resonator surface 16 is formed by the same plane formed by the side surface of the first semiconductor unit 31, the side surface of the light emitting unit 32, and the side surface of the second semiconductor unit 33. Cavity surface 16 is formed by Al x2 Ga y2 N (x2 + y2 = 1,0 ≦ x2 ≦ 0.8,0.2 ≦ y2 ≦ 1). The resonator surface 16 is composed of a plurality of layers of a first semiconductor unit 31, a light emitting unit 32, and a second semiconductor unit 33, and each of the first semiconductor unit 31, the light emitting unit 32, and the second semiconductor unit 33 has side is formed by Al x2 Ga y2 N (x2 + y2 = 1,0 ≦ x2 ≦ 0.8,0.2 ≦ y2 ≦ 1).

レーザダイオード1の基部12は、第一半導体層311が形成されていない領域であってAlx1Gay1N(x1+y1=1、0≦x1<1、0<y1≦1)で形成された前記上面を含む上部領域121を有している。また、レーザダイオード1は、窒化物半導体素子部13及び基部12の露出面を被覆する絶縁層を備えていてもよい。この絶縁層は、例えばSiNや、SiO2、SiON、Al、ZrO層などの酸化物や窒化物が挙げられるが、この限りでは無い。絶縁層を被覆することにより、レーザダイオード1の耐久性を向上させて、長寿命のレーザダイオード1を実現することが可能である。 The base 12 of the laser diode 1 is a region where the first semiconductor layer 311 is not formed, and is the upper surface formed of Al x1 Gay 1 N (x1 + y1 = 1, 0 ≦ x1 <1, 0 <y1 ≦ 1). . Is provided. In addition, the laser diode 1 may include an insulating layer covering the exposed surfaces of the nitride semiconductor element portion 13 and the base 12. Examples of the insulating layer include, but are not limited to, oxides and nitrides such as SiN, SiO 2, SiON, Al 2 O 3 , and ZrO layers. By coating the insulating layer, the durability of the laser diode 1 can be improved, and a long-life laser diode 1 can be realized.

次に、レーザダイオード1を構成する各構成要件の詳細について図1を参照しつつ図2を用いて説明する。   Next, the details of each component constituting the laser diode 1 will be described with reference to FIG.

(基板)
基板11を形成する材料の具体例としては、Si、SiC、MgO、Ga、Al、ZnO、GaN、InN、AlN、あるいはこれらの混晶等が挙げられる。これらの材料うち、GaNおよびAlNおよびAlGaN等の窒化物半導体で形成された基板を用いると、基板11と基部12との間の格子定数差および熱膨張係数差が小さく、欠陥の少ない窒化物半導体層を成長できる。さらに、AlN基板も用いた場合、圧縮応力下で基部12を成長させることができ、基部12にクラックの発生を抑制することができる。また、基板11を形成する上記材料には不純物が混入していてもよい。
(substrate)
Specific examples of the material for forming the substrate 11 include Si, SiC, MgO, Ga 2 O 3 , Al 2 O 3 , ZnO, GaN, InN, AlN, and mixed crystals thereof. When a substrate formed of GaN and a nitride semiconductor such as AlN and AlGaN is used among these materials, the nitride semiconductor having a small difference in lattice constant and thermal expansion coefficient between the substrate 11 and the base 12 and having few defects Layers can be grown. Furthermore, when an AlN substrate is also used, the base 12 can be grown under compressive stress, and the occurrence of cracks in the base 12 can be suppressed. Further, impurities may be mixed in the material forming the substrate 11.

基板11は、薄板の四角形状を有していることが組立上好ましいが、これに限らない。   The substrate 11 preferably has a thin rectangular shape in terms of assembly, but is not limited to this.

(基部)
基部12を形成する材料は、AlN、GaN、およびその混晶である。つまり、基部12は、AlNを含んでいてもよい。具体例としてはAlN、AlGa(1−x)N(0≦x<1)が挙げられる。また、これらの材料には、P、As、SbといったN以外のV族元素や、C、H、F、O、Mg、Siなどの不純物が含まれていてもよい。また、基部12の上部領域121のうちの少なくとも上面12aは、第一半導体層311が形成されていない領域がAlGaNで形成されている。基部12は、III族元素としてAl、Ga以外の例えばBやInを含んでいてもよいが、BやInを含む箇所において欠陥の形成や耐久性の変化が生まれることから、Al、Ga以外のIII族元素を含まないことが好ましい。基部12は、導電性を有していても絶縁体であっても良い。基部12をn型半導体にする場合、例えばSiをドープ(例えば1×1019cm−3)することで基部12をn型化させる。基部12をp型半導体にする場合、例えばMgをドープする(例えば3×1019cm−3)ことで基部12をp型化させる。
(base)
The material forming the base 12 is AlN, GaN, and a mixed crystal thereof. That is, the base 12 may include AlN. Examples AlN, Al x Ga (1- x) N (0 ≦ x <1) can be mentioned. In addition, these materials may contain a group V element other than N such as P, As, and Sb, and impurities such as C, H, F, O, Mg, and Si. At least the upper surface 12a of the upper region 121 of the base 12 is formed of AlGaN in a region where the first semiconductor layer 311 is not formed. The base portion 12 may contain, for example, B or In other than Al and Ga as the group III element, but the formation of defects and a change in durability occur at locations containing B and In. It preferably does not contain a group III element. The base 12 may have conductivity or may be an insulator. When the base 12 is an n-type semiconductor, the base 12 is made n-type by, for example, doping Si (for example, 1 × 10 19 cm −3 ). When the base 12 is made of a p-type semiconductor, the base 12 is made p-type by, for example, doping Mg (for example, 3 × 10 19 cm −3 ).

基部12は、単層構造を有していても、積層構造を有していてもよい。基部12は、積層構造として例えば基板11上に設けられたAlN層と、当該AlN層上に設けられたAlGaN層(0≦x<1)との積層構造を有していてもよい。また、基部12は、積層構造として例えばAlx3Gay3N層(0≦x3<1)と、当該Alx3Gay3N層上に設けられたAlx1Gay1N層(0≦x1<x3<1)とを含む構造を有していてもよい。さらに、基部12は、積層構造として例えばAlN層と、当該AlN層上に設けられたAlx3Gay3N層(0≦x3<1)と、当該Alx3Gay3N層上に設けられたAlx1Gay1N層(0≦x1<x3<1)とを含む構造を有していてもよい。また、基部12は、組成を傾斜させた構造を有していても良い。例えば、基部12は、xを1から0.6まで連続的又は階段状に変化させたAlGaN層(0≦x<1)層を有していても良い。 The base 12 may have a single-layer structure or a laminated structure. Base 12, and AlN layer provided on the example substrate 11 as a laminated structure, may have a stacked structure of Al x Ga y N layer provided between the AlN layer (0 ≦ x <1) Good. The base portion 12 has, for example, an Al x3 Gay 3 N layer (0 ≦ x3 <1) as a laminated structure and an Al x1 Gay 1 N layer (0 ≦ x1 <x3 <) provided on the Al x3 Gay 3 N layer. 1). Further, the base 12 has, for example, an AlN layer as a laminated structure, an Al x3 Gay 3 N layer provided on the AlN layer (0 ≦ x3 <1), and an Al provided on the Al x3 Gay 3 N layer. x1 Ga y1 N layer (0 ≦ x1 <x3 <1 ) and the structure may have a containing. The base 12 may have a structure in which the composition is inclined. For example, base 12, Al x Ga y N layer is varied continuously or stepwise x from 1 to 0.6 (0 ≦ x <1) layer may have a.

基部12が、AlN層と、当該AlN層上に設けられたAlx1Gay1N層(0≦x1<1)とが積層され、当該Alx1Gay1N層の上面に上部領域121を備えている場合、上部領域121がAlx1Gay1N(x1+y1=1、0≦x1<1、0<y1≦1)で形成された部分の厚みをtナノメートル(nm)とすると、以下の式(1)を満たしていてもよい。
2×exp(7×(x1))<t<10000 ・・・(1)
The base 12 includes an AlN layer, an Al x1 Gay 1 N layer (0 ≦ x1 <1) provided on the AlN layer, and an upper region 121 provided on an upper surface of the Al x1 Gay 1 N layer. If there are, the upper region 121 is Al x1 Ga y1 N (x1 + y1 = 1,0 ≦ x1 <1,0 <y1 ≦ 1) the thickness of the formed part and t nanometers (nm), the following equation ( 1) may be satisfied.
2 × exp (7 × (x1)) <t <10000 (1)

ここで、本実施形態における、上部領域121がAlx1Gay1Nで形成された部分の厚み(以下、「膜厚」と称する場合もある)t(nm)は、共振器面16と垂直な仮想平面において、リッジ部半導体層332を共振器面16方向から見て中心で二分割する断面と、基部12の上面12aとの交点において、その交点を通り基板11と垂直方向での基部12の長さと定義する。換言すると、上部領域121がAlx1Gay1Nで形成された部分の膜厚t(nm)は、上面12aと直交し、かつ上面12aから基板11に向かう方向における基部12の長さである。 Here, in the present embodiment, the thickness t (nm) of the portion where the upper region 121 is formed of Al x1 Ga y1 N (hereinafter also referred to as “film thickness”) is perpendicular to the resonator surface 16. In an imaginary plane, at the intersection between the cross-section where the ridge portion semiconductor layer 332 is divided into two at the center as viewed from the direction of the resonator surface 16 and the upper surface 12 a of the base 12, Defined as length. In other words, the thickness of the portion upper area 121 are formed in the Al x1 Ga y1 N t (nm ) is the length of the base 12 in a direction perpendicular to the upper surface 12a, and the upper surface 12a of the substrate 11.

上部領域121の厚みは、AlGaNが複数層を有していたり,組成に分布があったりする場合も、連続するAlGaN組成の層の厚み全体を指す。つまり、上部領域121は、上面12aの組成と全く同じ組成で形成された層のみの領域で形成されているとは限られない。   The thickness of the upper region 121 refers to the entire thickness of a continuous AlGaN composition layer even when AlGaN has a plurality of layers or has a composition distribution. That is, the upper region 121 is not limited to a region including only a layer formed with the same composition as the upper surface 12a.

上部領域121がAlx1Gay1Nで形成された部分の厚みt(nm)が式(1)に示す範囲を満たすことにより、レーザダイオード1の製造時の洗浄工程において基部12が薬液により溶解除去され、Alx1Gay1Nの下に形成されたAlN層や基板11が露出することが防止される。また、上部領域121がAlx1Gay1Nで形成された部分の厚みt(nm)が式(1)に示す範囲を満たすことにより、レーザダイオード1が使用環境下において長期間使用されたりするときに大気中の水分等により基部12が腐食された場合でも、Alx1Gay1Nの下に形成されたAlN層や基板11が露出することが防止される。製造工程においてAlN層や基板11が露出されることが防止されることによって、洗浄以降の工程におけるレーザダイオード1の歩留まりの向上を図ることができる。また、使用環境下においてAlN層や基板11が露出されることが防止されることによって、寿命の長いレーザダイオード1を実現することが可能になる。 When the thickness t (nm) of the portion where the upper region 121 is formed of Al x1 Ga y1 N satisfies the range shown in the expression (1), the base 12 is dissolved and removed by the chemical solution in the cleaning process at the time of manufacturing the laser diode 1. Thus, the AlN layer formed under Al x1 Gay 1 N and the substrate 11 are prevented from being exposed. In addition, by the upper region 121 is Al x1 Ga y1 N The formed part of the thickness t (nm) satisfies the range shown in Equation (1), when the laser diode 1 is or is used for a long time in the environment of use Even when the base 12 is corroded by moisture in the air, the AlN layer formed under the Al x1 Gay 1 N and the substrate 11 are prevented from being exposed. By preventing the AlN layer and the substrate 11 from being exposed in the manufacturing process, the yield of the laser diode 1 in the process after the cleaning can be improved. Further, by preventing the AlN layer and the substrate 11 from being exposed in the use environment, it becomes possible to realize the laser diode 1 having a long life.

上部領域121は、レーザダイオード1の製造過程の洗浄工程において一部が溶解除去される。このため、完成品のレーザダイオード1に設けられた上部領域121は、第一半導体層311が形成されていない基部12の上面の全ての領域を含んで形成されてはいるものの、全ての領域で式(1)の関係を満たす厚みt(nm)(但し、tはゼロでない(t≠0))を有していない場合もある。つまり、完成品のレーザダイオード1に設けられた上部領域121は、少なくとも一部の領域では式(1)の範囲を満たす厚みt(nm)を有しているが、残余の領域では式(1)の範囲を満たす厚みt(nm)を有していない(具体的には式(1)の下限値よりも薄い厚みを有する)場合がある。しかしながら、上部領域121が外部から受けるダメージは、洗浄環境下と比較すると使用環境下では極めて小さい。このため、上部領域121の一部が式(1)の範囲を満たす厚みt(nm)を有していなくても、レーザダイオード1は、使用環境下において、AlN層や基板11が露出することを十分に防止でき、長寿命化を図ることができる。   A part of the upper region 121 is dissolved and removed in a cleaning process in the manufacturing process of the laser diode 1. For this reason, although the upper region 121 provided in the completed laser diode 1 is formed including all the regions on the upper surface of the base 12 where the first semiconductor layer 311 is not formed, all the regions are formed. In some cases, the thickness t (nm) (where t is not zero (t ≠ 0)) that satisfies the relationship of Expression (1) is not provided. That is, the upper region 121 provided in the completed laser diode 1 has a thickness t (nm) that satisfies the range of the expression (1) in at least a part of the region, but the expression (1) in the remaining region. ) May not have the thickness t (nm) satisfying the range (specifically, the thickness may be smaller than the lower limit of the formula (1)). However, damage to the upper region 121 from the outside is extremely small in a use environment as compared with a cleaning environment. For this reason, even if a part of the upper region 121 does not have the thickness t (nm) satisfying the range of the expression (1), the AlN layer and the substrate 11 are exposed in the use environment under the use environment. Can be sufficiently prevented, and the life can be extended.

一方、上部領域121は、レーザダイオード1の製造過程において、上部領域121の形成後であって洗浄工程の前までは、全ての領域で式(1)の範囲を満たす厚みt(nm)を有している。これにより、当該洗浄工程において、上部領域121を構成するAlx1Gay1N層の下に形成されたAlN層や基板11が露出することが防止される。 On the other hand, in the manufacturing process of the laser diode 1, the upper region 121 has a thickness t (nm) that satisfies the range of the expression (1) in all regions after the upper region 121 is formed and before the cleaning step. doing. This prevents the AlN layer and the substrate 11 formed under the Al x1 Ga y1 N layer constituting the upper region 121 from being exposed in the cleaning step.

ここで、上述の式(1)について図2を用いて詳細に説明する。図2中に示すグラフの横軸は、基部12の上部領域121を構成するAlx1Gay1N(x1+y1=1、0≦x1<1、0<y1≦1)のAl組成比x1を示している。図2中に示すグラフの縦軸は、基部12の上部領域121を構成するAlx1Gay1N(x1+y1=1、0≦x1<1、0<y1≦1)のエッチング量(nm)を示している。 Here, the above equation (1) will be described in detail with reference to FIG. The horizontal axis of the graph shown in Figure 2, shows a Al x1 Ga y1 N (x1 + y1 = 1,0 ≦ x1 <1,0 <y1 ≦ 1) of the Al composition ratio x1 constituting the upper region 121 of the base portion 12 I have. The vertical axis of the graph shown in FIG. 2 indicates the etching amount (nm) of Al x1 Ga y1 N (x1 + y1 = 1, 0 ≦ x1 <1, 0 <y1 ≦ 1) constituting the upper region 121 of the base 12. ing.

発明者らが鋭意検討を行った結果、TMAH水溶液(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液)を濃度25%、温度85℃、5分の条件下では、図2に示すように、基部12のAl組成比x1と積層方向に溶解除去される基部12の除去膜厚(すなわちエッチング量)は、2×exp(7×(x1))の関係式があることを見出した。つまり、上部領域121がAlx1Gay1Nで形成された部分の厚みt(nm)が2×exp(7×(x1))より大きいことにより、基部12が積層方向に貫通除去されることを防止することができる。したがって、例えば上部領域121の全体がAlx1Gay1Nで形成されている場合、基部12の上部領域121の下層が露出することを防止することができる。 As a result of the inventor's intensive studies, under the conditions of a TMAH aqueous solution (tetramethylammonium hydroxide aqueous solution) having a concentration of 25% and a temperature of 85 ° C. for 5 minutes, as shown in FIG. It has been found that there is a relational expression of 2 × exp (7 × (x1)) between x1 and the removed film thickness (that is, the etching amount) of the base 12 dissolved and removed in the laminating direction. That is, when the thickness t (nm) of the portion where the upper region 121 is formed of Al x1 Gay y N is larger than 2 × exp (7 × (x1)), the base 12 is prevented from penetrating and removing in the stacking direction. Can be prevented. Therefore, for example, when the entire upper region 121 is formed of Al x1 Ga y1 N, it is possible to prevent the lower layer of the upper region 121 of the base 12 from being exposed.

また、上部領域121がAlx1Gay1Nで形成された部分の厚みt(nm)は、10000nmより小さいことが望ましい。厚みt(nm)が10000nmより小さいことで基部12を形成する際にレーザダイオード1を基板11の水平方向に2分割するようなクラックの発生を抑制することができる。 Further, the upper region 121 is Al x1 Ga y1 N The formed part of the thickness t (nm) is desirably less than 10000 nm. When the thickness t (nm) is smaller than 10000 nm, it is possible to suppress the occurrence of cracks that divide the laser diode 1 in the horizontal direction of the substrate 11 when forming the base 12.

従来のレーザダイオードは、本実施形態によるレーザダイオード1と異なり、基部12を有していない。つまり、図1に示す参照符号を用いると、従来のレーザダイオードは、基板11上に窒化物半導体素子部13が形成された構造を有している。このため、従来のレーザダイオードでは、基板11上に第一半導体層311が直接、形成されている。このため、従来のレーザダイオードでは、第一半導体層311の形成時に、第一半導体層311を形成するための成長薄膜と、基板11との隙間から薬液が染み込み、当該成長薄膜が基板11から剥離する不良が多発する。   The conventional laser diode does not have the base 12 unlike the laser diode 1 according to the present embodiment. That is, using the reference numerals shown in FIG. 1, the conventional laser diode has a structure in which the nitride semiconductor element portion 13 is formed on the substrate 11. Therefore, in the conventional laser diode, the first semiconductor layer 311 is directly formed on the substrate 11. For this reason, in the conventional laser diode, when forming the first semiconductor layer 311, a chemical solution penetrates from a gap between the growth thin film for forming the first semiconductor layer 311 and the substrate 11, and the growth thin film is separated from the substrate 11. Failures occur frequently.

これに対し、本実施形態によるレーザダイオード1では、基板11上に基部12が形成されているので、第一半導体層311を形成するための成長薄膜の形成時に、基板11が露出されることが防止され、当該成長薄膜と基板11との隙間に薬液が染み込まなくなる。その結果、レーザダイオード1の製造工程において、成長薄膜が基部12から剥離する不良の発生が極めて少ない数に抑制される。   On the other hand, in the laser diode 1 according to the present embodiment, since the base 12 is formed on the substrate 11, the substrate 11 may be exposed when forming the growth thin film for forming the first semiconductor layer 311. This prevents the chemical liquid from penetrating into the gap between the growth thin film and the substrate 11. As a result, in the manufacturing process of the laser diode 1, the number of defects in which the grown thin film peels from the base 12 is suppressed to a very small number.

(第一半導体層) (First semiconductor layer)

第一半導体層311は、基部12の上であって基部12の一部に形成されている。第一半導体層311は、発光部32へ電子あるいは正孔を供給するために、導電性を有していてもよい。第一半導体層311を形成する材料として、AlN、GaN、およびその混晶が挙げられる。第一半導体層311を形成する材料の具体例は、AlGa(1−x)N(0≦x≦1)である。第一半導体層311を形成するAlGa(1−x)NのAl組成比xは、基部12の上面12aのAlx1Gay1NのAl組成比x1と同じであってもよいし、上面12aのAlx1Gay1NのAl組成比x1よりも小さくてもよい。これにより、基部12と第一半導体層311との積層界面での欠陥の発生を抑制することが可能となる。また、第一半導体層311を形成する材料には、P、As又はSbといったN以外のV族元素や、In又はBといったIII族元素、C、H、F、O、Si、Cd、Zn又はBeなどの不純物が含まれていてもよい。 The first semiconductor layer 311 is formed on the base 12 and a part of the base 12. The first semiconductor layer 311 may have conductivity in order to supply electrons or holes to the light emitting unit 32. Examples of a material for forming the first semiconductor layer 311 include AlN, GaN, and a mixed crystal thereof. Specific examples of the material for forming the first semiconductor layer 311 is an Al x Ga (1-x) N (0 ≦ x ≦ 1). Al x Ga (1-x) N in Al composition ratio x of forming a first semiconductor layer 311 may be the same as the Al x1 Ga y1 N Al composition ratio x1 of the upper surface 12a of the base 12, the upper surface It may be smaller than the Al composition ratio x1 of Al x1 Ga y1 N of 12a. This makes it possible to suppress the occurrence of defects at the interface between the base 12 and the first semiconductor layer 311. Further, a material forming the first semiconductor layer 311 includes a group V element other than N such as P, As or Sb, a group III element such as In or B, C, H, F, O, Si, Cd, Zn, or An impurity such as Be may be contained.

第一半導体層311がn型半導体の場合、例えばSiを1×1019cm−3ドープすることでn型化させることが可能である。第一半導体層311がp型半導体の場合、例えばMgを3×1019cm−3ドープすることでp型化させることが可能である。第一半導体層311は、組成を傾斜させた構造を有していてもよい。例えば、第一半導体層311は、AlGa(1−x)NのAl組成比xが0.8から0.6に連続的又は階段状に変化させた層構造を有していてもよい。第一半導体層311の厚さは、特に制限されない。例えば、第一半導体層311の抵抗を低減させるために100nm以上であってもよいし、第一半導体層311の形成時のクラックの発生を抑制する観点から10μm以下であってもよい。 When the first semiconductor layer 311 is an n-type semiconductor, it can be made n-type by, for example, doping Si with 1 × 10 19 cm −3 . When the first semiconductor layer 311 is a p-type semiconductor, the first semiconductor layer 311 can be made p-type by, for example, doping Mg by 3 × 10 19 cm −3 . The first semiconductor layer 311 may have a structure in which the composition is inclined. For example, the first semiconductor layer 311 may have a layer structure in which the Al composition ratio x of AlxGa (1-x) N is changed continuously or stepwise from 0.8 to 0.6. . The thickness of the first semiconductor layer 311 is not particularly limited. For example, the thickness may be 100 nm or more in order to reduce the resistance of the first semiconductor layer 311, or may be 10 μm or less from the viewpoint of suppressing generation of cracks when the first semiconductor layer 311 is formed.

(メサ部第一半導体層)
メサ部半導体層312は、第一半導体層311の上であって第一半導体層311の一部に形成されている。メサ部半導体層312が第一半導体層311の一部に形成されることにより、第一半導体層311の上面に第一電極14を配置する領域を確保することができる。メサ部半導体層312は、発光部32へ電子あるいは正孔を供給するために、導電性を有していてもよい。メサ部半導体層312を形成する材料として、AlN、GaN、およびその混晶が挙げられる。メサ部半導体層312を形成する材料の具体例は、AlGa(1−x)N(0≦x≦1)である。メサ部半導体層312のAlGa(1−x)NのAl組成比xは、第一半導体層311のAlGa(1−x)NのAl組成比xと同じであってもよいし、第一半導体層311の上面よりも小さくてもよい。ここで、第一半導体層311の上面は、メサ部半導体層312が形成される面である。これにより、メサ部半導体層312と第一半導体層311との積層界面での欠陥の発生を抑制することが可能となる。また、メサ部半導体層312を形成する材料には、P、As又はSbといったN以外のV族元素や、In又はBといったIII族元素、C、H、F、O、Si、Cd、Zn又はBeなどの不純物が含まれていてもよい。
(Mesa first semiconductor layer)
The mesa semiconductor layer 312 is formed on the first semiconductor layer 311 and in a part of the first semiconductor layer 311. By forming the mesa semiconductor layer 312 in a part of the first semiconductor layer 311, a region where the first electrode 14 is arranged on the upper surface of the first semiconductor layer 311 can be secured. The mesa semiconductor layer 312 may have conductivity in order to supply electrons or holes to the light emitting unit 32. Examples of a material for forming the mesa semiconductor layer 312 include AlN, GaN, and a mixed crystal thereof. Specific examples of the material for forming the mesa semiconductor layer 312 is an Al x Ga (1-x) N (0 ≦ x ≦ 1). Al x Ga (1-x) N in Al composition ratio x of the mesa semiconductor layer 312, Al x Ga (1-x ) may be the same as the N of the Al composition ratio x of the first semiconductor layer 311 , May be smaller than the upper surface of the first semiconductor layer 311. Here, the upper surface of the first semiconductor layer 311 is the surface on which the mesa semiconductor layer 312 is formed. This makes it possible to suppress the occurrence of defects at the lamination interface between the mesa semiconductor layer 312 and the first semiconductor layer 311. The material for forming the mesa semiconductor layer 312 includes a group V element other than N such as P, As or Sb, a group III element such as In or B, C, H, F, O, Si, Cd, Zn or An impurity such as Be may be contained.

メサ部半導体層312がn型半導体の場合、例えばSiを1×1019cm−3ドープすることでn型化させることが可能である。メサ部半導体層312がp型半導体の場合、例えばMgを3×1019cm−3ドープすることでp型化させることが可能である。メサ部半導体層312は、AlGa(1−x)NのAl組成比を傾斜させた構造を有していてもよい。例えば、メサ部半導体層312は、AlGa(1−x)NのAl組成比xを0.8から0.6に連続的又は階段状に変化させる層構造を有していてもよい。メサ部半導体層312の厚さは、特に制限されない。メサ部半導体層312の厚さは、発光層322からの発光を効率よく発光部32へ閉じ込めるために10nm以上であってもよい。また、メサ部半導体層312の厚さは、メサ部半導体層312の抵抗を低減させる観点から5μm以下であってもよい。 When the mesa semiconductor layer 312 is an n-type semiconductor, it can be made n-type by doping 1 × 10 19 cm −3 of , for example, Si. When the mesa semiconductor layer 312 is a p-type semiconductor, it can be made p-type by, for example, doping Mg by 3 × 10 19 cm −3 . Mesa semiconductor layer 312 may have a Al x Ga (1-x) is tilted structure an Al composition ratio of N. For example, the mesa semiconductor layer 312 may have a Al x Ga (1-x) N layer structure changing continuously or stepwise the Al composition ratio x of 0.8 from 0.6. The thickness of the mesa semiconductor layer 312 is not particularly limited. The thickness of the mesa semiconductor layer 312 may be 10 nm or more in order to efficiently confine the light emitted from the light emitting layer 322 to the light emitting section 32. The thickness of the mesa semiconductor layer 312 may be 5 μm or less from the viewpoint of reducing the resistance of the mesa semiconductor layer 312.

(下部ガイド層)
下部ガイド層321は、メサ部半導体層312の上に形成されている。下部ガイド層321は、発光層322で発光した光を発光部32に閉じ込めるために、メサ部半導体層312と屈折率差をつけている。下部ガイド層321を形成する材料として、AlN、GaN、およびその混晶が挙げられる。下部ガイド層321を形成する材料の具体例は、AlGa(1−x)N(0≦x≦1)である。下部ガイド層321を形成するAlGa(1−x)NのAl組成比xは、メサ部半導体層312を形成するAlGa(1−x)NのAl組成比xよりも小さくてもよい。これにより、下部ガイド層321は、メサ部半導体層312よりも屈折率が大きくなり、発光層322で発光した光を発光部32に閉じ込めることが可能となる。また、下部ガイド層321を形成する材料には、P、As又はSbといったN以外のV族元素や、In又はBといったIII族元素、C、H、F、O、Si、Cd、Zn又はBeなどの不純物が含まれていてもよい。
(Lower guide layer)
The lower guide layer 321 is formed on the mesa semiconductor layer 312. The lower guide layer 321 has a refractive index difference from the mesa semiconductor layer 312 in order to confine the light emitted by the light emitting layer 322 in the light emitting section 32. Examples of a material for forming the lower guide layer 321 include AlN, GaN, and a mixed crystal thereof. Specific examples of the material forming the lower guide layer 321 is Al x Ga (1-x) N (0 ≦ x ≦ 1). The Al composition ratio x of Al x Ga (1-x) N forming the lower guide layer 321 is smaller than the Al composition ratio x of Al x Ga (1-x) N forming the mesa semiconductor layer 312. Good. Accordingly, the refractive index of the lower guide layer 321 is higher than that of the mesa semiconductor layer 312, and light emitted from the light emitting layer 322 can be confined in the light emitting section 32. The material for forming the lower guide layer 321 includes a group V element other than N such as P, As or Sb, a group III element such as In or B, C, H, F, O, Si, Cd, Zn or Be. And the like.

下部ガイド層321がn型半導体の場合、例えばSiを1×1019cm−3ドープすることでn型化させることが可能である。下部ガイド層321がp型半導体の場合、例えばMgを3×1019cm−3ドープすることでp型化させることが可能である。下部ガイド層321は、アンドープ層であってもよい。下部ガイド層321は、組成を傾斜させた構造を有していてもよい。例えば、下部ガイド層321は、AlGa(1−x)NのAl組成比xを0.6から0.5に連続的又は階段状に変化させる層構造を有していてもよい。下部ガイド層321の厚さは、特に制限されない。下部ガイド層321の厚さは、発光層322からの発光を効率よく発光部32へ閉じ込めるために10nm以上であってもよい、また、下部ガイド層321の厚さは、下部ガイド層321の抵抗を低減させる観点から2μm以下であってもよい。 When the lower guide layer 321 is an n-type semiconductor, it can be made n-type by, for example, doping Si with 1 × 10 19 cm −3 . When the lower guide layer 321 is a p-type semiconductor, the lower guide layer 321 can be made p-type by doping, for example, 3 × 10 19 cm −3 of Mg. The lower guide layer 321 may be an undoped layer. The lower guide layer 321 may have a structure in which the composition is inclined. For example, the lower guide layer 321 may have a Al x Ga (1-x) N layer structure changing continuously or stepwise the Al composition ratio x of 0.6 from 0.5. The thickness of the lower guide layer 321 is not particularly limited. The thickness of the lower guide layer 321 may be 10 nm or more in order to efficiently confine the light emitted from the light emitting layer 322 to the light emitting unit 32. The thickness of the lower guide layer 321 may be the resistance of the lower guide layer 321. May be 2 μm or less from the viewpoint of reducing the thickness.

(発光層)
発光層322は、レーザダイオード1の発光が得られる層である。発光層322を形成する材料として、AlN、GaN、およびその混晶が挙げられる。発光層322を形成する材料の具体例は、AlGa(1−x)N(0≦x≦1)である。発光層322のAlGa(1−x)NのAl組成比xは、第一電極14および第二電極15から注入したキャリアを効率よく発光部32に閉じ込めるために、下部ガイド層321のAlGa(1−x)NのAl組成比xよりも小さくてもよい。また、発光層322を形成する材料には、P、As又はSbといったN以外のV族元素や、In又はBといったIII族元素、C、H、F、O、Si、Cd、Zn又はBeなどの不純物が含まれていてもよい。
(Light-emitting layer)
The light emitting layer 322 is a layer from which light emission of the laser diode 1 is obtained. Examples of a material for forming the light emitting layer 322 include AlN, GaN, and a mixed crystal thereof. Specific examples of the material forming the light emitting layer 322 is Al x Ga (1-x) N (0 ≦ x ≦ 1). Al x Ga (1-x) N in Al composition ratio x of the light-emitting layer 322, in order to confine carriers injected from the first electrode 14 and second electrode 15 to emit light efficiently section 32, Al of the lower guide layer 321 It may be smaller than the Al composition ratio x of xGa (1-x) N. Further, a material forming the light emitting layer 322 includes a group V element other than N such as P, As or Sb, a group III element such as In or B, C, H, F, O, Si, Cd, Zn or Be. May be contained.

発光層322がn型半導体の場合、例えばSiを1×1019cm−3ドープすることでn型化させることが可能である。発光層322がp型半導体の場合、例えばMgを3×1019cm−3ドープすることでp型化させることが可能である。発光層322は、アンドープ層でもよい。発光層322は、AlGa(1−x)NのAl組成比xを傾斜させた構造を有していてもよい。例えば、発光層322は、AlGa(1−x)NのAl組成比xを0.5から0.4に連続的又は階段状に変化させる層構造を有していてもよい。 When the light-emitting layer 322 is an n-type semiconductor, it can be made n-type by, for example, doping Si with 1 × 10 19 cm −3 . In the case where the light-emitting layer 322 is a p-type semiconductor, the light-emitting layer 322 can be made p-type by, for example, doping Mg with 3 × 10 19 cm −3 . The light emitting layer 322 may be an undoped layer. Emitting layer 322 may have a Al x Ga (1-x) N in the Al composition ratio is tilted x structure. For example, the light emitting layer 322 may have a Al x Ga (1-x) N layer structure changing continuously or stepwise the Al composition ratio x of 0.5 from 0.4.

発光層322は、例えばAlGaNで形成された障壁層を有し、井戸層及び障壁層が1つずつ交互に積層された多重量子井戸(MQW:Multiple Quantum Well)構造を有していてもよい。レーザダイオード1は、多重量子井戸構造の発光層322を有することにより、発光層322の発光効率や発光強度の向上を図ることができる。発光層322は、例えば「障壁層/井戸層/障壁層/井戸層/障壁層」という二重量子井戸構造を有していてもよい。これら井戸層のそれぞれの膜厚は例えば3nmであってよく、これらの障壁層のそれぞれの膜厚は例えば10nmであってよく、発光層322の膜厚は36nmであってもよい。   The light emitting layer 322 has a barrier layer formed of, for example, AlGaN, and may have a multiple quantum well (MQW) structure in which well layers and barrier layers are alternately stacked one by one. Since the laser diode 1 includes the light emitting layer 322 having the multiple quantum well structure, the light emitting efficiency and the light emitting intensity of the light emitting layer 322 can be improved. The light emitting layer 322 may have, for example, a double quantum well structure of “barrier layer / well layer / barrier layer / well layer / barrier layer”. The thickness of each of these well layers may be, for example, 3 nm, the thickness of each of these barrier layers may be, for example, 10 nm, and the thickness of the light emitting layer 322 may be 36 nm.

(上部ガイド層)
上部ガイド層323は、発光層322の上に形成されている。上部ガイド層323は、発光層322で発光した光を発光部32に閉じ込めるために、第二半導体層331と屈折率差をつけている。上部ガイド層323を形成する材料として、AlN、GaN、およびその混晶が挙げられる。上部ガイド層323を形成する材料の具体例は、AlGa(1−x)N(0≦x≦1)である。上部ガイド層323のAlGa(1−x)NのAl組成比xは、発光層322のAlGa(1−x)NのAl組成比xよりも大きくてもよい。これにより、発光層322へキャリアを閉じ込めることが可能となる。また、上部ガイド層323を形成する材料には、P、As又はSbといったN以外のV族元素や、In又はBといったIII族元素、C、H、F、O、Si、Cd、Zn又はBeなどの不純物が含まれていてもよい。
(Upper guide layer)
The upper guide layer 323 is formed on the light emitting layer 322. The upper guide layer 323 has a different refractive index from the second semiconductor layer 331 in order to confine the light emitted by the light emitting layer 322 in the light emitting section 32. Examples of a material for forming the upper guide layer 323 include AlN, GaN, and a mixed crystal thereof. Specific examples of the material forming the upper guide layer 323 is Al x Ga (1-x) N (0 ≦ x ≦ 1). Al x Ga (1-x) N in Al composition ratio x of the upper guide layer 323 may be larger than the Al x Ga (1-x) N in Al composition ratio x of the light-emitting layer 322. This makes it possible to confine carriers in the light emitting layer 322. The material for forming the upper guide layer 323 includes a group V element other than N such as P, As or Sb, a group III element such as In or B, C, H, F, O, Si, Cd, Zn or Be. And the like.

上部ガイド層323がn型半導体の場合、例えばSiを1×1019cm−3ドープすることでn型化させることが可能である。上部ガイド層323がp型半導体の場合、例えばMgを3×1019cm−3ドープすることでp型化させることが可能である。上部ガイド層323は、アンドープ層でもよい。上部ガイド層323は、AlGa(1−x)NのAl組成比を傾斜させた構造を有していてもよい。例えば、上部ガイド層323は、AlGa(1−x)NのAl組成比xを0.5から0.6に連続的又は階段状に変化させる層構造を有していてもよい。上部ガイド層323の厚さは、特に制限されない。上部ガイド層323の厚さは、発光層322からの発光を効率よく発光部32へ閉じ込めるために10nm以上であってもよい。また、上部ガイド層323の厚さは、上部ガイド層323の抵抗を低減させる観点から2μm以下であってもよい。上部ガイド層323及び下部ガイド層321のそれぞれのAlGa(1−x)N(0≦x≦1)のAl組成比xは、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。 When the upper guide layer 323 is an n-type semiconductor, it can be made n-type by, for example, doping Si at 1 × 10 19 cm −3 . When the upper guide layer 323 is a p-type semiconductor, it can be made p-type by, for example, doping Mg with 3 × 10 19 cm −3 . The upper guide layer 323 may be an undoped layer. Upper guide layer 323 may have a Al x Ga (1-x) N is tilted Al composition ratio of the structure. For example, the upper guide layer 323 may have a Al x Ga (1-x) N layer structure changing continuously or stepwise the Al composition ratio x of 0.5 to 0.6 of. The thickness of the upper guide layer 323 is not particularly limited. The thickness of the upper guide layer 323 may be 10 nm or more in order to efficiently confine the light emitted from the light emitting layer 322 to the light emitting section 32. Further, the thickness of the upper guide layer 323 may be 2 μm or less from the viewpoint of reducing the resistance of the upper guide layer 323. The Al composition ratio x of Al x Ga (1-x) N (0 ≦ x ≦ 1) of each of the upper guide layer 323 and the lower guide layer 321 may be the same value or different values. Good.

(第二半導体層)
第二半導体層331は、上部ガイド層323の上に形成されている。第二半導体層331は、発光部32へ電子あるいは正孔を供給するために、導電性を有していてもよい。第二半導体層331を形成する材料として、AlN、GaN、およびその混晶が挙げられる。第二半導体層331を形成する具体例は、AlGa(1−x)N(0≦x≦1)である。第二半導体層331のAlGa(1−x)NのAl組成比xは、上部ガイド層323のAlGa(1−x)NのAl組成比xよりも大きくてもよい。これにより、上部ガイド層323と第二半導体層331との間に屈折率差が生じ、発光層322からの発光を効率よく発光部32へ閉じ込めることができる。また、第二半導体層331のAlGa(1−x)NのAl組成比xが、上部ガイド層323のAlGa(1−x)NのAl組成比xよりも大きいと、第二電極15から注入したキャリアを効率よく発光部32へ閉じ込めることができる。
(Second semiconductor layer)
The second semiconductor layer 331 is formed on the upper guide layer 323. The second semiconductor layer 331 may have conductivity in order to supply electrons or holes to the light emitting unit 32. Examples of a material for forming the second semiconductor layer 331 include AlN, GaN, and a mixed crystal thereof. Specific example of forming the second semiconductor layer 331 is an Al x Ga (1-x) N (0 ≦ x ≦ 1). Al x Ga (1-x) N in Al composition ratio x of the second semiconductor layer 331 may be larger than the Al x Ga (1-x) N in Al composition ratio x of the upper guide layer 323. As a result, a difference in refractive index occurs between the upper guide layer 323 and the second semiconductor layer 331, and light emitted from the light emitting layer 322 can be efficiently confined in the light emitting section 32. When the Al composition ratio x of Al x Ga (1-x) N of the second semiconductor layer 331 is larger than the Al composition ratio x of Al x Ga (1-x) N of the upper guide layer 323, the second Carriers injected from the electrode 15 can be efficiently confined in the light emitting section 32.

また、第二半導体層331には、P、As又はSbといったN以外のV族元素や、In又はBといったIII族元素、C、H、F、O、Si、Cd、Zn又はBeなどの不純物が含まれていてもよい。第二半導体層331がn型半導体の場合、例えばSiを1×1019cm−3ドープすることでn型化させることが可能である。第二半導体層331がp型半導体の場合、例えばMgを3×1019cm−3ドープすることでp型化させることが可能である。第二半導体層331は、AlGa(1−x)NのAl組成比を傾斜させた構造を有していてもよい。例えば、第二半導体層331は、AlGa(1−x)NのAl組成比xを0.8から0.3に連続的又は階段状に変化させる層構造を有していてもよい。第二半導体層331の厚さは、特に制限されない。第二半導体層331の厚さは、発光層322からの発光を効率よく発光部32へ閉じ込めるために10nm以上であってもよい。また、第二半導体層331の厚さは、第二半導体層331の抵抗を低減させる観点から5μm以下であってもよい。第二半導体層331は、単層構造でもよく、積層構造でもよい。第二半導体層331が積層構造を有する場合、例えばu−Al0.8Ga0.2Nで形成されて厚さが20nmの層の上にp−AlxGaNの組成を傾斜させて形成されて厚さが150nmの層を有していてもよい。p−AlxGaNの組成を傾斜させ層(組成傾斜層)は、u−Al0.8Ga0.2Nで形成された層側から例えばAl組成比xが0.8から0.3に傾斜し、Ga組成比yが0.2から0.7に傾斜してもよい。 In addition, the second semiconductor layer 331 has an impurity such as a group V element other than N such as P, As or Sb, a group III element such as In or B, C, H, F, O, Si, Cd, Zn or Be. May be included. When the second semiconductor layer 331 is an n-type semiconductor, it can be made n-type by, for example, doping Si with 1 × 10 19 cm −3 . When the second semiconductor layer 331 is a p-type semiconductor, the second semiconductor layer 331 can be made to be p-type by doping, for example, 3 × 10 19 cm −3 of Mg. The second semiconductor layer 331 may have a Al x Ga (1-x) is tilted structure an Al composition ratio of N. For example, the second semiconductor layer 331 may have a Al x Ga (1-x) N layer structure changing continuously or stepwise the Al composition ratio x of 0.8 from 0.3. The thickness of the second semiconductor layer 331 is not particularly limited. The thickness of the second semiconductor layer 331 may be 10 nm or more in order to efficiently confine the light emitted from the light emitting layer 322 to the light emitting unit 32. Further, the thickness of the second semiconductor layer 331 may be 5 μm or less from the viewpoint of reducing the resistance of the second semiconductor layer 331. The second semiconductor layer 331 may have a single-layer structure or a stacked structure. When the second semiconductor layer 331 has a stacked structure, for example the thickness is formed in the u-Al 0.8 Ga 0.2 N is formed to be inclined to the composition of the p-Al x Ga y N on a 20nm layer May have a layer with a thickness of 150 nm. p-Al x Ga y N layer is inclined composition (composition gradient layer) from u-Al 0.8 Ga 0.2 for example from a layer side which is formed by N Al composition ratio x of 0.8 to 0.3 The Ga composition ratio y may be inclined from 0.2 to 0.7.

(リッジ部半導体層)
リッジ部半導体層332は、第二半導体層331の上であって第二半導体層331の一部に形成されている。リッジ部半導体層332が第二半導体層331の一部に形成されることにより、第二電極15から注入されるキャリアがリッジ部半導体層332中で基板11の水平方向に拡散することが抑制される。これにより、発光層322での発光が、リッジ部半導体層332の下方に位置する領域に制御される。その結果、レーザダイオード1は、高電流密度を実現し、レーザ発振の閾値を低減させることが可能になる。リッジ部半導体層332は、発光部32へ電子あるいは正孔を供給するために、導電性を有していてもよい。リッジ部半導体層332を形成する材料として、AlN、GaN、およびその混晶が挙げられる。リッジ部半導体層332を形成する材料の具体例は、AlGa(1−x)N(0≦x≦1)である。リッジ部半導体層332のAlGa(1−x)NのAl組成比xは、第二半導体層331のAlGa(1−x)NのAl組成比xと同じであってもよいし、大きくてもよい。これにより、第二半導体部33は、第二電極15から注入されたキャリアを効率よく発光部32へ運搬することができる。また、リッジ部半導体層332を形成する材料には、P、As又はSbといったN以外のV族元素や、In又はBといったIII族元素、C、H、F、O、Si、Cd、Zn又はBeなどの不純物が含まれていてもよい。
(Ridge part semiconductor layer)
The ridge portion semiconductor layer 332 is formed on the second semiconductor layer 331 and on a part of the second semiconductor layer 331. By forming the ridge portion semiconductor layer 332 in a part of the second semiconductor layer 331, carriers injected from the second electrode 15 are prevented from diffusing in the ridge portion semiconductor layer 332 in the horizontal direction of the substrate 11. You. Thus, light emission in the light emitting layer 322 is controlled in a region located below the ridge portion semiconductor layer 332. As a result, the laser diode 1 can realize a high current density and reduce the threshold value of laser oscillation. The ridge section semiconductor layer 332 may have conductivity in order to supply electrons or holes to the light emitting section 32. Examples of a material for forming the ridge portion semiconductor layer 332 include AlN, GaN, and a mixed crystal thereof. Specific examples of the material forming the ridge semiconductor layer 332 is an Al x Ga (1-x) N (0 ≦ x ≦ 1). Al x Ga (1-x) N in Al composition ratio x of the ridge portion semiconductor layer 332, Al x Ga (1-x ) may be the same as the N of the Al composition ratio x of the second semiconductor layer 331 , May be large. Thereby, the second semiconductor unit 33 can efficiently transport the carriers injected from the second electrode 15 to the light emitting unit 32. The material for forming the ridge portion semiconductor layer 332 includes a group V element other than N such as P, As or Sb, a group III element such as In or B, C, H, F, O, Si, Cd, Zn, or An impurity such as Be may be contained.

リッジ部半導体層332がn型半導体の場合、例えばSiを1×1019cm−3ドープすることでn型化させることが可能である。リッジ部半導体層332がp型半導体の場合、例えばMgを3×1019cm−3ドープすることでp型化させることが可能である。リッジ部半導体層332は、AlGa(1−x)NのAl組成比を傾斜させた構造を有していてもよい。例えば、リッジ部半導体層332は、AlGa(1−x)NのAl組成比xを0.8から0.3に連続的又は階段状に変化させる層構造を有していてもよい。リッジ部半導体層332の厚さは、特に制限されない。リッジ部半導体層332の厚さは、発光層322からの発光を効率よく発光部32へ閉じ込めるために10nm以上であってもよい。また、リッジ部半導体層332の厚さは、リッジ部半導体層332の抵抗を低減させる観点から5μm以下であってもよい。リッジ部半導体層332は、単層構造を有していてもよく、積層構造を有していてもよい。リッジ部半導体層332が積層構造を有する場合は、例えばp−Al0.3Ga0.2Nで形成されて厚さが20nmの層の上にp−GaNで形成されて厚さが10nmの層が積層されていてもよい。 When the ridge portion semiconductor layer 332 is an n-type semiconductor, it can be made n-type by doping, for example, Si at 1 × 10 19 cm −3 . In the case where the ridge portion semiconductor layer 332 is a p-type semiconductor, the p-type semiconductor can be formed by, for example, doping Mg with 3 × 10 19 cm −3 . Ridge semiconductor layer 332 may have a Al x Ga (1-x) is tilted structure an Al composition ratio of N. For example, ridge semiconductor layer 332 may have a Al x Ga (1-x) N layer structure changing continuously or stepwise the Al composition ratio x of 0.8 from 0.3. The thickness of the ridge portion semiconductor layer 332 is not particularly limited. The thickness of the ridge portion semiconductor layer 332 may be 10 nm or more in order to efficiently confine the light emitted from the light emitting layer 322 to the light emitting unit 32. The thickness of the ridge portion semiconductor layer 332 may be 5 μm or less from the viewpoint of reducing the resistance of the ridge portion semiconductor layer 332. The ridge semiconductor layer 332 may have a single-layer structure or a stacked structure. When the ridge portion semiconductor layer 332 has a stacked structure, for example, it is formed of p-Al 0.3 Ga 0.2 N and has a thickness of 20 nm and is formed of p-GaN on a layer having a thickness of 10 nm. The layers may be stacked.

(第一電極)
第一電極14は、第一半導体層311の上に形成されている。第一電極14がn型電極の場合、第一電極14を形成する材料としては、第一電極14が第一半導体層311に電子を注入する目的で用いられるのであれば、一般的な窒化物半導体発光素子のN型電極に対応する材料を使用することが可能である。例えば、第一電極14がn型電極の場合の形成材料として、Ti、Al、Ni、Au、Cr、V、Zr、Hf、Nb、Ta、Mo、Wおよびその合金、またはITO等が適用される。
(First electrode)
The first electrode 14 is formed on the first semiconductor layer 311. In the case where the first electrode 14 is an n-type electrode, a material for forming the first electrode 14 may be a general nitride if the first electrode 14 is used for the purpose of injecting electrons into the first semiconductor layer 311. It is possible to use a material corresponding to the N-type electrode of the semiconductor light emitting device. For example, as a forming material when the first electrode 14 is an n-type electrode, Ti, Al, Ni, Au, Cr, V, Zr, Hf, Nb, Ta, Mo, W and an alloy thereof, ITO, or the like is applied. You.

第一電極14がp型電極の場合、第一電極14を形成する材料としては、第一電極14が窒化物半導体発光素子に正孔(ホール)を注入する目的で用いられるのであれば、一般的な窒化物半導体発光素子のp型電極層と同じ材料を使用することが可能である。例えば、第一電極14がp型電極の場合の形成材料として、Ni、Au、Pt、Ag、Rh、Pd、Cuおよびその合金、またはITO等が適用される。第一電極14がp型電極の場合は、第一電極14と窒化物半導体素子部13の第一半導体層311とのコンタクト抵抗が小さいNi、Au若しくはこれらの合金、又はITOであってもよい。   In the case where the first electrode 14 is a p-type electrode, as a material for forming the first electrode 14, if the first electrode 14 is used for the purpose of injecting holes into the nitride semiconductor light emitting device, a general material is used. It is possible to use the same material as the p-type electrode layer of a typical nitride semiconductor light emitting device. For example, when the first electrode 14 is a p-type electrode, Ni, Au, Pt, Ag, Rh, Pd, Cu, an alloy thereof, ITO, or the like is applied. When the first electrode 14 is a p-type electrode, the contact resistance between the first electrode 14 and the first semiconductor layer 311 of the nitride semiconductor element portion 13 may be small, such as Ni, Au, an alloy thereof, or ITO. .

第一電極14は、第一電極14の全域に電流を均等に拡散させる目的で、上部にパッド電極を有していてもよい。パッド電極を形成する材料としては、例えばAu、Al、Cu、Ag又はWなどが挙げられる。当該パッド電極は、導電性の観点から、これらの材料のうち導電性が高いAuで形成されていてもよい。具体的には、第一電極14の構造として、例えばTi、Al、Ni及びAuの中から選択された素材の合金で形成された第一コンタクト電極を第一半導体層311上に形成し、Auで形成された第一パッド電極を第一コンタクト電極上に形成した構造が挙げられる。   The first electrode 14 may have a pad electrode on the upper part for the purpose of uniformly spreading the current over the entire area of the first electrode 14. Examples of a material for forming the pad electrode include Au, Al, Cu, Ag, and W. The pad electrode may be formed of Au having high conductivity among these materials from the viewpoint of conductivity. Specifically, as a structure of the first electrode 14, for example, a first contact electrode formed of an alloy of a material selected from Ti, Al, Ni, and Au is formed on the first semiconductor layer 311; In which the first pad electrode formed in step (1) is formed on the first contact electrode.

(第二電極)
第二電極15は、リッジ部半導体層332上に形成されている。第二電極15がn型電極の場合、第二電極15を形成する材料としては、第二電極15がリッジ部半導体層332に電子を注入する目的で用いられるのであれば、一般的な窒化物半導体発光素子のn型電極に対応する材料を使用することが可能である。例えば、第二電極15がn型電極の場合の形成材料として、Ti、Al、Ni、Au、Cr、V、Zr、Hf、Nb、Ta、Mo、Wおよびその合金、又はITO等が適用される。
(Second electrode)
The second electrode 15 is formed on the ridge semiconductor layer 332. In the case where the second electrode 15 is an n-type electrode, a material for forming the second electrode 15 may be a general nitride if the second electrode 15 is used for the purpose of injecting electrons into the ridge portion semiconductor layer 332. It is possible to use a material corresponding to the n-type electrode of the semiconductor light emitting device. For example, as a forming material when the second electrode 15 is an n-type electrode, Ti, Al, Ni, Au, Cr, V, Zr, Hf, Nb, Ta, Mo, W, an alloy thereof, ITO, or the like is applied. You.

第二電極15がp型電極の場合、第二電極15を形成する材料としては、第二電極15が窒化物半導体発光素子に正孔(ホール)を注入する目的で用いられるのであれば、一般的な窒化物半導体発光素子のp型電極層と同じ材料を使用することが可能である。例えば、第二電極15がp型電極の場合の形成材料として、Ni、Au、Pt、Ag、Rh、Pd、Cuおよびその合金、又はITO等が適用される。第二電極15がp型電極の場合は、第二電極15と窒化物半導体素子部13のリッジ部半導体層332とのコンタクト抵抗が小さいNi、Au若しくはこれらの合金、又はITOであってもよい。   In the case where the second electrode 15 is a p-type electrode, as a material for forming the second electrode 15, if the second electrode 15 is used for the purpose of injecting holes into the nitride semiconductor light emitting device, a general material is used. It is possible to use the same material as the p-type electrode layer of a typical nitride semiconductor light emitting device. For example, as a forming material when the second electrode 15 is a p-type electrode, Ni, Au, Pt, Ag, Rh, Pd, Cu and an alloy thereof, ITO, or the like is applied. When the second electrode 15 is a p-type electrode, the contact resistance between the second electrode 15 and the ridge portion semiconductor layer 332 of the nitride semiconductor element portion 13 may be Ni, Au, an alloy thereof, or ITO. .

第二電極15は、第二電極15の全域に電流を均等に拡散させる目的で、上部にパッド電極を有していてもよい。パッド電極を形成する材料としては、例えばAu、Al、Cu、Ag又はWなどが挙げられる。当該パッド電極は、導電性の観点から、これらの材料のうち導電性が高いAuで形成されていてもよい。具体的には、第二電極15の構造として、例えばNi及びAuの合金で形成された第二コンタクト電極をリッジ部半導体層332上に形成し、Auで形成された第二パッド電極を第二コンタクト電極上に形成した構造が挙げられる。   The second electrode 15 may have a pad electrode on the upper part for the purpose of uniformly diffusing the current over the entire area of the second electrode 15. Examples of a material for forming the pad electrode include Au, Al, Cu, Ag, and W. The pad electrode may be formed of Au having high conductivity among these materials from the viewpoint of conductivity. Specifically, as the structure of the second electrode 15, for example, a second contact electrode formed of an alloy of Ni and Au is formed on the ridge portion semiconductor layer 332, and a second pad electrode formed of Au is formed on the second pad electrode. And a structure formed on the contact electrode.

(共振器面)
共振器面16は、第一半導体部31、発光部32及び第二半導体部33のそれぞれの側面によって形成される同一平面で構成されている。共振器面16は、発光部32の発光を共振器面16で反射させることを目的として設けられている。共振器面16で反射した光を発光部32に閉じ込めるために、共振器面16は、レーザダイオード1の光の出射側と、出射側の反対の側面に、対を成して備えられていてもよい。共振器面16において、発光部32からの発光を反射させるために、共振器面16は、発光部32と上部ガイド層323との接触面に対して垂直かつ平坦であってもよい。しかしながら、共振器面16は、全体にあるいは部分的に傾斜部あるいは凹凸部を有していてもよい。
(Resonator surface)
The resonator surface 16 is formed on the same plane formed by the respective side surfaces of the first semiconductor unit 31, the light emitting unit 32, and the second semiconductor unit 33. The resonator surface 16 is provided for the purpose of reflecting light emitted from the light emitting section 32 on the resonator surface 16. In order to confine the light reflected by the resonator surface 16 in the light emitting section 32, the resonator surface 16 is provided in pairs on the light emission side of the laser diode 1 and on the side opposite to the emission side. Is also good. In order to reflect light emitted from the light emitting unit 32 on the resonator surface 16, the resonator surface 16 may be perpendicular and flat to a contact surface between the light emitting unit 32 and the upper guide layer 323. However, the resonator surface 16 may have an inclined portion or an uneven portion entirely or partially.

共振器面16に露出しているAlGa(1−x)NのAl組成比xは、0≦x≦0.8であってもよく、0≦x≦0.6であってもよい。本発明者らが鋭意検討を行った結果、共振器面16は、洗浄工程における化学耐性、及び大気中の水分による耐湿性が乏しいことが分かり、AlGa(1−x)NのAl組成比xが0≦x≦0.8又は0≦x≦0.6の範囲内であると、凹凸の発生が少ないことが分かった。 The Al composition ratio x of Al x Ga (1-x) N exposed on the resonator surface 16 may be 0 ≦ x ≦ 0.8 or 0 ≦ x ≦ 0.6. . As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that the resonator surface 16 has poor chemical resistance in the cleaning step and poor moisture resistance due to moisture in the air, and the Al composition of Al x Ga (1-x) N It was found that when the ratio x was within the range of 0 ≦ x ≦ 0.8 or 0 ≦ x ≦ 0.6, the occurrence of unevenness was small.

共振器面16の上には、誘電体多層膜等の絶縁保護膜、及び反射膜が形成されていてもよい。具体的には、当該絶縁保護膜は、SiOで形成されていてよく、その他にAl、SiN、SnO、ZrO又はHfO等で形成されていてもよい。また、当該絶縁保護膜は、これらの材料が積層された構造を有していてもよい。当該絶縁保護膜は、レーザダイオード1の共振器面16の光の出射側、及び光の反対側両方の面において形成されていてもよい。共振器面16の光の出射側に形成された絶縁保護膜と、光の反射側に形成された絶縁保護膜は、同じ構造を有していてもよいし、異なる構造を有していてもよい。 On the resonator surface 16, an insulating protective film such as a dielectric multilayer film and a reflective film may be formed. Specifically, the insulating protective film may be formed of SiO 2 , and may be formed of Al 2 O 3 , SiN, SnO 2 , ZrO, HfO 2 , or the like. Further, the insulating protective film may have a structure in which these materials are stacked. The insulating protective film may be formed on both the light emission side of the resonator surface 16 of the laser diode 1 and the surface opposite to the light. The insulating protective film formed on the light emitting side of the resonator surface 16 and the insulating protective film formed on the light reflecting side may have the same structure or different structures. Good.

(解析方法・観察方法)
本実施形成におけるレーザダイオード1の材料特定及び組成比は、エネルギー分散型X線分析(Energy dispersive X−ray spectrometry:EDX)やオージェ電子分光法(Auger Electron Spectroscopy:AES)等の手法で分析が可能である。また、レーザダイオード1を構成する各膜の膜厚及び距離は、共振器面16と垂直な面でレーザダイオード1を分割及び研磨あるいは集束イオンビーム(Focused Ion Beam:FIB)加工し、その断面を走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)観察あるいは透過電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope:TEM)観察することによって測長することが可能である。高画質な画像を広範囲かつ簡易に得られるため、SEMを用いて観察することが好ましい。
(Analysis method and observation method)
The material specification and composition ratio of the laser diode 1 in this embodiment can be analyzed by a method such as energy dispersive X-ray spectrometry (EDX) or Auger electron spectroscopy (Auger Electron Spectroscopy: AES). It is. The film thickness and distance of each film constituting the laser diode 1 are determined by dividing and polishing the laser diode 1 on a plane perpendicular to the cavity surface 16 or by processing a focused ion beam (FIB), and measuring the cross section thereof. The length can be measured by observing with a scanning electron microscope (SEM) or observing with a transmission electron microscope (TEM). Since a high-quality image can be easily obtained over a wide range, it is preferable to observe the image using an SEM.

(製法)
本実施形態によるレーザダイオード1の製造方法について説明する。レーザダイオード1を形成するためには、基板11上に基部12、第一半導体層311、メサ部半導体層312、下部ガイド層321、発光層322、上部ガイド層323、第二半導体層331及びリッジ部半導体層332をそれぞれ形成するためのAlGaNをこの順で積層させる。これらのAlGaNを積層させる方法としては特に限定されないが、例えば有機金属化合物気相成長法(MOVPE法)で形成することができる。この成長方法においては、例えばトリメチルガリウム(TMG)、トリエチルガリウム(TEG)、トリメチルアルミニウム(TMA)、トリエチルアルミニウム(TEA)とアンモニア(NH3)を適当な温度に加熱された基板上に供給して、熱分解反応させることでAlGaNの混晶薄膜を成長させることが出来る。この他にも、III族原料としてGa、Alの固体金属を用い、V族原料としてNHやN等の気体を原料として用いた分子線エピタキシー法(MBE法)などを用いることが出来る。
(Production method)
The method for manufacturing the laser diode 1 according to the present embodiment will be described. In order to form the laser diode 1, a base 12, a first semiconductor layer 311, a mesa semiconductor layer 312, a lower guide layer 321, a light emitting layer 322, an upper guide layer 323, a second semiconductor layer 331 and a ridge are formed on a substrate 11. AlGaN for forming the respective semiconductor layers 332 is laminated in this order. The method of laminating these AlGaN layers is not particularly limited, but can be formed by, for example, a metal organic compound vapor phase epitaxy method (MOVPE method). In this growth method, for example, trimethylgallium (TMG), triethylgallium (TEG), trimethylaluminum (TMA), triethylaluminum (TEA) and ammonia (NH3) are supplied onto a substrate heated to an appropriate temperature. By performing a thermal decomposition reaction, a mixed crystal thin film of AlGaN can be grown. In addition, a molecular beam epitaxy method (MBE method) using a solid metal of Ga or Al as a group III raw material and using a gas such as NH 3 or N 2 as a raw material as a group V raw material can be used.

AlGaNで形成された半導体層を積層させた構造をエッチング技術により部分的に段階的に除去することで、基部12、第一半導体層311及び第二半導体層331の上面を各々部分的に露出させることが可能である。エッチング技術としては、誘導結合型反応性イオンエッチングを用いることでAlGaN層を除去することが出来る。例えば、雰囲気ガスとして塩素を用い、アンテナ電力とバイアス電力を適切な値とすることで半導体層を除去することが出来る。この際、処置時間を適切な時間とすることでエッチング深さを制御することが可能であり、基部12、第一半導体層311及び第二半導体層331のそれぞれの膜厚を所定の厚さに制御することが可能である。   The upper surface of the base 12, the first semiconductor layer 311 and the second semiconductor layer 331 is partially exposed by partially removing the structure in which the semiconductor layers formed of AlGaN are stacked by etching technology. It is possible. The AlGaN layer can be removed by using inductively coupled reactive ion etching as an etching technique. For example, the semiconductor layer can be removed by using chlorine as the ambient gas and setting the antenna power and the bias power to appropriate values. At this time, it is possible to control the etching depth by setting the treatment time to an appropriate time, and set the thickness of each of the base 12, the first semiconductor layer 311 and the second semiconductor layer 331 to a predetermined thickness. It is possible to control.

共振器面16の形成方法としては、上述のエッチング技術を用いるだけで形成することも可能であるが、さらに薬液を用いたウェットエッチングを追加で行うことにより、共振器面16を平坦化させることが可能である。このウェットエッチングには、例えばKOH水溶液やTMAH水溶液を用いることが出来、薬液の温度、処置時間、濃度等を適切な値とすることで平坦化が可能である。   As a method for forming the resonator surface 16, it is possible to form the resonator surface 16 only by using the above-described etching technique. However, the resonator surface 16 is planarized by additionally performing wet etching using a chemical solution. Is possible. For this wet etching, for example, a KOH aqueous solution or a TMAH aqueous solution can be used, and flattening can be performed by setting the temperature, treatment time, concentration, and the like of the chemical solution to appropriate values.

第一電極14及び第二電極15の形成方法としては、電子ビーム蒸着法や熱蒸着法、スパッタ法などの各種技術を用いることが出来る。また、第一電極14及び第二電極15と、窒化物半導体素子部13とのコンタクト抵抗を低減させる目的で、第一電極14及び第二電極15のそれぞれを形成するための金属薄膜の形成後に熱処理を行ってもよい。この熱処理温度、時間、雰囲気を適切な条件に設定することで、駆動電圧が低く電力変換効率の高いレーザダイオード1を実現できる。   As a method for forming the first electrode 14 and the second electrode 15, various techniques such as an electron beam evaporation method, a thermal evaporation method, and a sputtering method can be used. Further, in order to reduce the contact resistance between the first electrode 14 and the second electrode 15 and the nitride semiconductor element portion 13, after forming the metal thin film for forming the first electrode 14 and the second electrode 15, respectively. Heat treatment may be performed. By setting the heat treatment temperature, time, and atmosphere under appropriate conditions, a laser diode 1 having a low drive voltage and high power conversion efficiency can be realized.

共振器面16上、及び窒化物半導体素子部13上に絶縁層を形成する方法は特に限定されないが、例えばスパッタ法を用いることで絶縁膜を成膜することが出来る。   The method for forming an insulating layer on the resonator surface 16 and the nitride semiconductor element portion 13 is not particularly limited, but an insulating film can be formed by using, for example, a sputtering method.

ウェハ状態のレーザダイオード1は、例えばレーザスクライブ法、レーザアブレーション法等のレーザ加工技術又はスクライブ法、ダイシング法等の加工技術と、エキスパンド法やブレーキング法などの劈開技術とを組み合わせることで個片化されることが可能である。レーザダイオード1を個片化した後には、加工傷やデブリ、パーティクルが残ることから、水あるいはアルカリ溶液での洗浄を行ってもよい。   The laser diode 1 in a wafer state can be individually formed by combining a laser processing technique such as a laser scribe method or a laser ablation method or a processing technique such as a scribe method or a dicing method with a cleavage technique such as an expanding method or a breaking method. Can be After the laser diode 1 is divided into individual pieces, processing flaws, debris, and particles remain. Therefore, cleaning with water or an alkaline solution may be performed.

<実施例>
次に、本実施形態の実施例による窒化物半導体レーザダイオードについて図1及び図2を参照しつつ図3から図5を用いて説明する。なお、図3から図5に示すSEM画像の右下にはそれぞれ、SEM画像のスケールを示す数値と、スケールバーとが図示されている。
<Example>
Next, a nitride semiconductor laser diode according to an example of the present embodiment will be described with reference to FIGS. It should be noted that numerical values indicating the scale of the SEM image and a scale bar are shown at the lower right of the SEM images shown in FIGS. 3 to 5, respectively.

(実施例1)
c面サファイア基板上に、有機金属化合物気相成長装置(大陽日酸製、SR4338KS−HT)を用いてトリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、アンモニア、シラン、シクロペンタジエニルマグネシウムを原料ガスとして、厚さが2μmのAlN層を形成し、当該AlN層の上層に当該AlN層とともに基部を構成しかつ上部領域に相当するn−Al0.6GaN層を形成し、第一半導体層として厚さが1.9μmのn−Al0.6GaN層を形成し、当該n−Al0.6GaN層の上層に下部ガイド層として厚さが150nmのu−Al0.5GaN層を形成した。次いで、当該u−Al0.5GaN層の上層に障壁層として厚さが8nmのu−Al0.5GaN層、当該障壁層の上層に第一井戸層として厚さが4nmのu−Al0.3GaN層、当該第一井戸層の上層に障壁層として厚さが8nmのu−Al0.5GaN層、当該障壁層の上層に第二井戸層として厚さが4nmのu−Al0.3GaN層、当該第二井戸層の上層に障壁層として厚さが8nmのu−Al0.5GaN層、をこの順に形成して発光層を形成した。次いで、発光層の上層に上部ガイド層として厚さが150nmのu−Al0.5GaN層を形成し、当該u−Al0.5GaN層の上に第二半導体層としてAl組成を0.8から0.3へ連続的に変化させたAlGaNを組成傾斜層として150nmの厚さに形成し、その上層に厚さが10nmのp−GaN層を形成し、AlN層からp−GaN層を積層させたウェハを用意する。
(Example 1)
On a c-plane sapphire substrate, trimethylgallium, trimethylaluminum, triethylaluminum, ammonia, silane, and cyclopentadienylmagnesium are used as source gases using an organometallic compound vapor phase growth apparatus (SR4338KS-HT, manufactured by Taiyo Nippon Sanso). Forming an AlN layer having a thickness of 2 μm, forming an n-Al 0.6 GaN layer corresponding to an upper region on the AlN layer, forming a base together with the AlN layer, and forming a first semiconductor layer having a thickness of An n-Al 0.6 GaN layer having a thickness of 1.9 μm was formed, and a u-Al 0.5 GaN layer having a thickness of 150 nm was formed as a lower guide layer on the n-Al 0.6 GaN layer. . Next, a u-Al 0.5 GaN layer having a thickness of 8 nm is formed as a barrier layer above the u-Al 0.5 GaN layer, and a u-Al layer having a thickness of 4 nm is formed as a first well layer above the barrier layer. A 0.3 GaN layer, a u-Al 0.5 GaN layer having a thickness of 8 nm as a barrier layer above the first well layer, and a u-Al layer having a thickness of 4 nm as a second well layer above the barrier layer. A light emitting layer was formed by forming a 0.3 GaN layer and a u-Al 0.5 GaN layer having a thickness of 8 nm as a barrier layer on the second well layer in this order. Next, a 150 nm thick u-Al 0.5 GaN layer is formed as an upper guide layer on the light emitting layer, and an Al composition of 0.1 μm is formed on the u-Al 0.5 GaN layer as a second semiconductor layer. AlGaN continuously changed from 8 to 0.3 is formed as a composition gradient layer to a thickness of 150 nm, a p-GaN layer having a thickness of 10 nm is formed thereon, and a p-GaN layer is formed from the AlN layer. A laminated wafer is prepared.

当該ウェハに対して、各工程において所定のパターニングマスクを用いて電子ビーム蒸着装置で100nmの膜厚のNiを蒸着し、当該Niをマスクとして誘導結合型反応性イオンエッチング装置を用いて、塩素ガスを反応ガスとしてエッチングを行うことでリッジ構造、メサ構造、共振器構造を作製する。この際、基部のAlGaN層としてn−Al0.6GaNが200nm残るようにエッチングを行った。 On the wafer, Ni is deposited in a thickness of 100 nm using an electron beam evaporation apparatus using a predetermined patterning mask in each step, and chlorine gas is used using an inductively coupled reactive ion etching apparatus using the Ni as a mask. Is used as a reaction gas to form a ridge structure, a mesa structure, and a resonator structure. At this time, etching was performed so that 200 nm of n-Al 0.6 GaN remained as the base AlGaN layer.

露出した第一半導体層の上面に電子ビーム蒸着装置を用いて第一電極として、Ti,Al,Ti及びAuをそれぞれ30nm、100nm、20nm、150nmの厚さに蒸着し、その後、高温熱処理装置を用いて窒素雰囲気下で900℃3分加熱を行った。第二半導体層の上面にも電子ビーム蒸着装置を用いて第二電極として、Pd、Pt及びAuをそれぞれ10nm,10nm、40nmの厚さに蒸着し、その後、高温熱処理装置を用いて窒素雰囲気下で600℃5分加熱を行った。第一電極及び第二電極のそれぞれの上層に、パッド電極としてTi及びAuをそれぞれ50nm、400nmの厚さに蒸着し、波長285nmのレーザダイオードを作製した。   Using an electron beam evaporation apparatus, Ti, Al, Ti, and Au are evaporated to a thickness of 30 nm, 100 nm, 20 nm, and 150 nm, respectively, on the exposed upper surface of the first semiconductor layer using an electron beam evaporation apparatus. And heated at 900 ° C. for 3 minutes in a nitrogen atmosphere. Pd, Pt, and Au are deposited on the upper surface of the second semiconductor layer to a thickness of 10 nm, 10 nm, and 40 nm, respectively, as a second electrode using an electron beam evaporation apparatus, and then, under a nitrogen atmosphere using a high-temperature heat treatment apparatus. At 600 ° C. for 5 minutes. Ti and Au were vapor-deposited on the first electrode and the second electrode to a thickness of 50 nm and 400 nm, respectively, as pad electrodes to produce a laser diode having a wavelength of 285 nm.

このレーザダイオードを洗浄するために濃度25%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液に85℃で5分浸漬させた。
図3中に破線の楕円で囲んで示すように、基部の上部領域に相当するn−Al0.6GaN層が薄膜成長方向に沿ってエッチングされた。しかしながら、エッチング量は、125nmであり、基部の上部領域に相当するn−Al0.6GaN層が75nmの厚さで残った。このため、第一半導体層を形成するための薄膜の剥離等の不良は発生しなかった。
To wash the laser diode, it was immersed in a 25% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) at 85 ° C. for 5 minutes.
As shown by the dashed ellipse in FIG. 3, the n-Al 0.6 GaN layer corresponding to the upper region of the base was etched along the thin film growth direction. However, the etching amount was 125 nm, and the n-Al 0.6 GaN layer corresponding to the upper region of the base remained at a thickness of 75 nm. Therefore, defects such as peeling of a thin film for forming the first semiconductor layer did not occur.

(実施例2)
c面サファイア基板上に有機金属化合物気相成長装置(大陽日酸製、SR4338KS−HT)を用いてトリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、アンモニアを原料ガスとして、厚さが2μmのAlN層を形成し、当該AlN層の上層に当該AlN層とともに基部を構成しかつ上部領域に相当するu−Al0.7GaN層(厚さは2μm)を形成し、AlN層とu−Al0.7GaN層とを積層させたウェハを用意する。当該ウェハに対して、電子ビーム蒸着装置を用いて100nmの膜厚のNiを蒸着し、当該Niをマスクとして誘導結合型反応性イオンエッチング装置を用いて、塩素ガスを反応ガスとしてエッチングを行うことでu−Al0.7GaN層を一部除去する。この際、基部の上部領域に相当するAlGaN層としてu−Al0.7GaN層が250nm残るようにエッチングを行った。
(Example 2)
An AlN layer having a thickness of 2 μm is formed on a c-plane sapphire substrate using trimethylgallium, trimethylaluminum, and ammonia as source gases using an organometallic compound vapor phase growth apparatus (manufactured by Taiyo Nippon Sanso; SR4338KS-HT). A u-Al 0.7 GaN layer (having a thickness of 2 μm) corresponding to an upper region is formed on the AlN layer as a base together with the AlN layer, and an AlN layer and a u-Al 0.7 GaN layer are formed. Is prepared. Depositing a 100-nm thick Ni film on the wafer using an electron beam vapor deposition apparatus, and performing etching using chlorine gas as a reactive gas using an inductively coupled reactive ion etching apparatus using the Ni as a mask. Then, the u-Al 0.7 GaN layer is partially removed. At this time, etching was performed so that a 250 nm thick u-Al 0.7 GaN layer remained as an AlGaN layer corresponding to the upper region of the base.

このウェハを洗浄するために濃度25%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液に85℃で5分浸漬させたところ、u−Al0.7GaN層が薄膜成長方向に沿ってエッチングされた。しかしながら、エッチング量は、225nmであり、基部の上部領域に相当するu−Al0.7GaN層が25nmの厚さで残った。このため、基板上に形成された薄膜の剥離等の不良は発生しなかった。 The wafer was immersed in a 25% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) at 85 ° C. for 5 minutes in order to clean the wafer, and the u-Al 0.7 GaN layer was etched along the thin film growth direction. However, the etching amount was 225 nm, and the u-Al 0.7 GaN layer corresponding to the upper region of the base remained with a thickness of 25 nm. Therefore, defects such as peeling of the thin film formed on the substrate did not occur.

図2は、本実施例での同様の実験をu−AlGaN層のAl組成比を変化させて行い、エッチング量を測長して得た結果である。図2に示すように、基板上に形成されたu−AlGaN層は、膜厚t(nm)が上述の式(1)を満たす範囲内であればエッチングによって貫通されることはないことが分かる。   FIG. 2 shows a result obtained by performing a similar experiment in this example by changing the Al composition ratio of the u-AlGaN layer and measuring the etching amount. As shown in FIG. 2, it can be seen that the u-AlGaN layer formed on the substrate is not penetrated by etching if the thickness t (nm) is within the range satisfying the above equation (1). .

(比較例1)
基部を構成するAlGaN層として、100nmのn−Al0.6GaN層が残るようにエッチングを行った点以外は、上記実施例1と同じ方法で形成したウェハを用意した。当該ウェハを洗浄するために濃度25%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液に85℃で15分浸漬させた。
(Comparative Example 1)
A wafer formed in the same manner as in Example 1 above was prepared, except that etching was performed so that an n-Al 0.6 GaN layer of 100 nm remained as an AlGaN layer constituting a base. To wash the wafer, the wafer was immersed in a 25% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) at 85 ° C. for 15 minutes.

本比較例では、AlN層上に形成されたn−Al0.6GaN層の厚みは、100nmであり、上述の式(1)の範囲に含まれていない。このため、図4中に下向きの直線矢印で示すように、エッチング端面から1.5μmまでの距離においてn−Al0.6GaN層が貫通して除去されて、さらに下層のAlNも除去されて、サファイア基板が露出する結果が得られた。 In this comparative example, the thickness of the n-Al 0.6 GaN layer formed on the AlN layer is 100 nm, which is not included in the range of the above formula (1). For this reason, as shown by the downward straight arrow in FIG. 4, the n-Al 0.6 GaN layer penetrates and is removed at a distance of 1.5 μm from the etching end face, and the lower AlN is also removed. As a result, the sapphire substrate was exposed.

(比較例2)
c面サファイア基板上に有機金属化合物気相成長装置(大陽日酸製、SR4338KS−HT)を用いてトリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、アンモニアを原料ガスとして厚さが1.7μmのAlN層を形成し、当該AlN層の上層に厚さが100nmのu−Al0.7Ga0.3N層を形成し、当該u−Al0.7Ga0.3N層の上層に厚さが150nmのu−Al0.3Ga0.7N層を形成し、当該u−Al0.3Ga0.7N層の上層に厚さが300nmのu−Al0.1Ga0.9N層を形成し、これらの層が積層させたウェハを用意する。
(Comparative Example 2)
A 1.7 μm thick AlN layer was formed on a c-plane sapphire substrate using trimethylgallium, trimethylaluminum, and ammonia as source gases using an organometallic compound vapor phase epitaxy apparatus (SR4338KS-HT, manufactured by Taiyo Nippon Sanso). Forming a 100 nm thick u-Al 0.7 Ga 0.3 N layer on the AlN layer, and forming a 150 nm thick u-Al 0.7 Ga 0.3 N layer on the u-Al 0.7 Ga 0.3 N layer. -Al 0.3 Ga 0.7 N layer is formed, and a 300 nm thick u-Al 0.1 Ga 0.9 N layer is formed on the u-Al 0.3 Ga 0.7 N layer. Then, a wafer having these layers laminated is prepared.

当該ウェハに対して、電子ビーム蒸着装置を用いて100nmの膜厚のNiを蒸着し、当該Niをマスクとして誘導結合型反応性イオンエッチング装置を用いて、塩素ガスを反応ガスとしてエッチングを行った。この際、基部を構成するAlGaN層としてu−Al0.7Ga0.3N層が50nm残るようにエッチングを行った。このウェハを洗浄するために濃度25%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液に85℃で30分浸漬させた結果を図5に示す。 On the wafer, Ni having a thickness of 100 nm was deposited using an electron beam evaporation apparatus, and etching was performed using chlorine gas as a reactive gas with an inductively coupled reactive ion etching apparatus using the Ni as a mask. . At this time, etching was performed so that a 50 nm u-Al 0.7 Ga 0.3 N layer remained as an AlGaN layer constituting the base. FIG. 5 shows the result of immersing the wafer in a 25% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) at 85 ° C. for 30 minutes for cleaning.

図5中の左側には、当該ウェハのサファイア基板からu−Al0.1Ga0.9N層までのエッチング部の断面のSEM像が示されている。図5中の中央には、当該ウェハのAlN層からu−Al0.1Ga0.9N層までのエッチング部の断面のSEM像が拡大されて示されている。図5中の右側には、ウェハの層構造が模式的に示されている。 On the left side in FIG. 5, an SEM image of a cross section of an etched portion from the sapphire substrate of the wafer to the u-Al 0.1 Ga 0.9 N layer is shown. The center in FIG. 5 shows an enlarged SEM image of a cross section of the etched portion from the AlN layer to the u-Al 0.1 Ga 0.9 N layer of the wafer. On the right side in FIG. 5, the layer structure of the wafer is schematically shown.

本変形例においても、AlN層上に形成されたu−Al0.7Ga0.3N層の厚みは、50nmであり、上述の式(1)の範囲に含まれていない。このため、図5中の左側に示すように、u−Al0.7Ga0.3N層は、薄膜成長方向に沿ってエッチング除去され、さらに下層のAlNも除去され、サファイア基板が露出した。さらに、図5中の中央に示すように、AlN層の側面が非常に大きく凹み、さらにu−Al0.7Ga0.3Nの側面も大きく凹み、サイドエッチングが進行していることが分かった。
以上の結果から、窒化物半導体レーザダイオードの共振器面は、Alx2Gay2N(x2+y2=1、0≦x2≦0.8、0.2≦y2≦1)で形成されていることが好ましく、またAlx2Gay2N(x2+y2=1、0≦x2<0.7、0.3<y2≦1)で形成されていることがより好ましい。
Also in this modified example, the thickness of the u-Al 0.7 Ga 0.3 N layer formed on the AlN layer is 50 nm, which is not included in the range of the above-described formula (1). Therefore, as shown on the left side in FIG. 5, the u-Al 0.7 Ga 0.3 N layer is etched away along the thin film growth direction, and the lower AlN is also removed, exposing the sapphire substrate. . Further, as shown in the center of FIG. 5, the side surface of the AlN layer is extremely concave, and the side surface of u-Al 0.7 Ga 0.3 N is also largely concave, indicating that side etching is progressing. Was.
From the above results, the cavity surface of the nitride semiconductor laser diode is preferably formed by Al x2 Ga y2 N (x2 + y2 = 1,0 ≦ x2 ≦ 0.8,0.2 ≦ y2 ≦ 1) and it is more preferably formed by Al x2 Ga y2 N (x2 + y2 = 1,0 ≦ x2 <0.7,0.3 <y2 ≦ 1).

以上説明したように、本実施形態によるレーザダイオード1は、基板11上に設けられた基部12と、基部12の上面の一部に設けられた第一半導体層311と、第一半導体層311の上面の一部に設けられた発光部32と、を備え、基部12は、第一半導体層311が形成されていない領域であってAlx1Gay1N(x1+y1=1、0≦x1<1、0<y1≦1)で形成された上面12aを含む上部領域121を有している。 As described above, the laser diode 1 according to the present embodiment includes the base 12 provided on the substrate 11, the first semiconductor layer 311 provided on a part of the upper surface of the base 12, and the first semiconductor layer 311. A light emitting unit 32 provided on a part of the upper surface, and the base 12 is a region where the first semiconductor layer 311 is not formed, and is formed of Al x1 Gay y N (x1 + y1 = 1, 0 ≦ x1 <1, 0 <y1 ≦ 1), and has an upper region 121 including the upper surface 12a.

当該構成を備えたレーザダイオード1は、製造工程においてAlN層や基板11が露出することを防止できるので、製造歩留まりの向上を図ることができる。さらに、当該構成を備えたレーザダイオード1は、使用環境下においてAlN層や基板11が露出することを防止できるので、長寿命化を図ることができる。   The laser diode 1 having such a configuration can prevent the AlN layer and the substrate 11 from being exposed in the manufacturing process, so that the manufacturing yield can be improved. Further, the laser diode 1 having such a configuration can prevent the AlN layer and the substrate 11 from being exposed in a use environment, and can extend the life.

1 窒化物半導体レーザダイオード(レーザダイオード)
4 発光部
11 基板
12 基部
12a 上面
13 窒化物半導体素子部
14 第一電極
15 第二電極
16 共振器面
31 第一半導体部
32 発光部
33 第二半導体部
121 上部領域
311 第一半導体層
312 メサ部半導体層
321 下部ガイド層
322 発光層
323 上部ガイド層
331 第二半導体層
332 リッジ部半導体層
1 Nitride semiconductor laser diode (laser diode)
Reference Signs List 4 light emitting unit 11 substrate 12 base 12a upper surface 13 nitride semiconductor element unit 14 first electrode 15 second electrode 16 resonator surface 31 first semiconductor unit 32 light emitting unit 33 second semiconductor unit 121 upper region 311 first semiconductor layer 312 mesa Part semiconductor layer 321 Lower guide layer 322 Light emitting layer 323 Upper guide layer 331 Second semiconductor layer 332 Ridge part semiconductor layer

Claims (4)

基板上に設けられた基部と、
前記基部の上面の一部に設けられた第一半導体層と、
前記第一半導体層の上面の一部に設けられた発光部と、
を備え、
前記基部は、前記第一半導体層が形成されていない領域であってAlx1Gay1N(x1+y1=1、0≦x1<1、0<y1≦1)で形成された前記上面を含む上部領域を有する
窒化物半導体レーザダイオード。
A base provided on the substrate,
A first semiconductor layer provided on a part of the upper surface of the base,
A light-emitting unit provided on a part of the upper surface of the first semiconductor layer,
With
The base comprises an upper region including the upper surface formed by a said first semiconductor layer is not formed area Al x1 Ga y1 N (x1 + y1 = 1,0 ≦ x1 <1,0 <y1 ≦ 1) A nitride semiconductor laser diode.
前記上部領域がAlx1Gay1N(x1+y1=1、0<x1<1、0<y1<1)で形成された部分の厚みをtナノメートルとすると、
2×exp(7×(x1))<t<10000
を満たす
請求項1記載の窒化物半導体レーザダイオード。
When the upper area Al x1 Ga y1 N (x1 + y1 = 1,0 <x1 <1,0 <y1 <1) the thickness of the formed part and t nm,
2 × exp (7 × (x1)) <t <10000
The nitride semiconductor laser diode according to claim 1, wherein:
前記基部は、AlNを含んでいる
請求項1又は2に記載の窒化物半導体レーザダイオード。
The nitride semiconductor laser diode according to claim 1, wherein the base includes AlN.
前記第一半導体層及び前記発光部の側面を少なくとも含み、光を外部へ出射する方向の側面に設けられた共振器面を備え、
前記共振器面は、Alx2Gay2N(x2+y2=1、0≦x2≦0.8、0.2≦y2≦1)で形成されている
請求項1から3のいずれか一項に記載の窒化物半導体レーザダイオード。
At least including a side surface of the first semiconductor layer and the light emitting unit, a resonator surface provided on a side surface in a direction in which light is emitted to the outside,
The resonator surface, Al x2 Ga y2 N (x2 + y2 = 1,0 ≦ x2 ≦ 0.8,0.2 ≦ y2 ≦ 1) according to claims 1, which is formed in any one of 3 Nitride semiconductor laser diode.
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