JP3218595B2 - Nitride semiconductor laser device and method of manufacturing the same - Google Patents

Nitride semiconductor laser device and method of manufacturing the same

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JP3218595B2
JP3218595B2 JP15537096A JP15537096A JP3218595B2 JP 3218595 B2 JP3218595 B2 JP 3218595B2 JP 15537096 A JP15537096 A JP 15537096A JP 15537096 A JP15537096 A JP 15537096A JP 3218595 B2 JP3218595 B2 JP 3218595B2
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慎一 長濱
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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】本発明は窒化物半導体(In
XAlYGa1-X-YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)よりな
るレーザ素子とその製造方法に関する。
The present invention relates to a nitride semiconductor (In).
X Al Y Ga 1-XY N , 0 ≦ X, 0 ≦ Y, the laser device and its manufacturing method consisting of X + Y ≦ 1).

【0002】[0002]

【従来の技術】紫外〜青色の領域に発光するレーザ素子
の材料として窒化物半導体が知られており、本出願人
は、最近この材料を用いてパルス電流において、室温で
の410nmのレーザ発振を発表した(例えば、Jpn.J.
Appl.Phys. Vol35 (1996) pp.L74-76)。発表したレー
ザ素子はいわゆる電極ストライプ型のレーザ素子であ
り、活性層を含む窒化物半導体層のストライプ幅を数十
μmにして、レーザ発振させたものである。しかしなが
ら、そのレーザ素子は、未だパルス発振でしかなく、し
かも閾値電流は1〜2Aもある。連続発振させるために
は、さらに閾値電流を下げる必要がある。
2. Description of the Related Art A nitride semiconductor is known as a material for a laser device that emits light in the ultraviolet to blue region, and the present applicant has recently used this material to generate a laser oscillation of 410 nm at room temperature under pulse current. Announced (for example, Jpn.J.
Appl. Phys. Vol 35 (1996) pp. L74-76). The disclosed laser device is a so-called electrode stripe type laser device, in which the stripe width of the nitride semiconductor layer including the active layer is set to several tens of μm, and laser oscillation is performed. However, the laser device still only performs pulse oscillation, and has a threshold current of 1 to 2 A. For continuous oscillation, the threshold current needs to be further reduced.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
とするところは、新規な窒化物半導体よりなるレーザ素
子とその製造方法とを提供することにより、レーザ素子
の閾値電流を低下させて、連続発振を目指すことにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel laser device made of a nitride semiconductor and a method of manufacturing the same, thereby lowering the threshold current of the laser device. The goal is to achieve continuous oscillation.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】 本発明の窒化物半導体
レーザ素子は、基板上部に、少なくともn型窒化物半導
体層と、エッチングにより前記n型窒化物半導体層を露
出させることにより形成されたストライプ状の活性層
と、p型窒化物半導体層とを順に有するダブルへテロ構
造の窒化物半導体レーザ素子において、前記活性層のス
トライプ両側面側には、活性層の最上層よりもn型窒化
物半導体側に近い範囲で、エッチングにより露出された
前記n型窒化物半導体層の表面に膜厚0.5μm以下の
i型InxAlyGa1-x-yN(y≧0.4)からなる電
流阻止層が形成され、さらにp型窒化物半導体層が活性
層のストライプ両側面に接して形成されていることを特
徴とする。
Means for Solving the Problems A nitride semiconductor laser device of the present invention has at least an n-type nitride semiconductor layer on a substrate and a stripe formed by exposing the n-type nitride semiconductor layer by etching. In a double-heterostructure nitride semiconductor laser device having a p-type nitride semiconductor layer and a p-type nitride semiconductor layer in that order, the n-type nitride is located on both sides of the stripe of the active layer more than the uppermost layer of the active layer. A current composed of i-type In x Al y Ga 1-xy N (y ≧ 0.4) having a thickness of 0.5 μm or less on the surface of the n-type nitride semiconductor layer exposed by etching in a range close to the semiconductor side. A blocking layer is formed, and a p-type nitride semiconductor layer is formed in contact with both side surfaces of the stripe of the active layer.

【0005】また本発明のレーザ素子の他の態様は、p
型窒化物半導体層と活性層との間に、活性層のストライ
プと同一のストライプを有し、活性層よりもバンドギャ
ップが大きい第2のp型窒化物半導体層が形成されてい
ることを特徴とする。
Another aspect of the laser device of the present invention is that
A second p-type nitride semiconductor layer having a stripe identical to the stripe of the active layer and having a larger band gap than the active layer is formed between the active nitride layer and the active nitride layer. And

【0006】[0006]

【0007】また、本発明のレーザ素子の製造方法は、
基板上部に、少なくともn型窒化物半導体層と、活性層
とを順に成長させる第1の工程と、第1の工程後、活性
層をストライプ状にエッチングすると共に、n型窒化物
半導体層の表面を露出させる第2の工程と、第2の工程
後、n型窒化物半導体層の上に、電流阻止層を活性層の
最上層よりn型窒化物半導体層側に近い範囲で成長させ
る第3の工程と、第3の工程後、電流阻止層の上にp型
窒化物半導体層を活性層のストライプ側面に接するよう
に成長させる第4の工程を備えることを特徴とする。
Further, a method for manufacturing a laser device according to the present invention
A first step of sequentially growing at least an n-type nitride semiconductor layer and an active layer on the substrate, and after the first step, the active layer is etched in a stripe shape and a surface of the n-type nitride semiconductor layer is formed. And a third step of growing a current blocking layer on the n-type nitride semiconductor layer in a range closer to the n-type nitride semiconductor layer side than the uppermost layer of the active layer after the second step. And a fourth step of, after the third step, growing a p-type nitride semiconductor layer on the current blocking layer so as to be in contact with the stripe side surface of the active layer.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例に係るレ
ーザ素子の構造を示す模式的な断面図である。基本的な
構造としては基板1の上に、n型コンタクト層2、n型
クラッド層3、電流阻止層20、活性層4、p型クラッ
ド層5、p型コンタクト層6とが積層された構造を有
し、活性層4はストライプ状の導波路領域を有する形状
にされている。なお、10はn型コンタクト層2の表面
に形成され、活性層に対して左右対称に形成されたスト
ライプ状のn電極、11はp型コンタクト層6表面に形
成され、活性層のストライプ位置に対応するように形成
されたストライプ状のp電極である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the structure of a laser device according to one embodiment of the present invention. The basic structure is such that an n-type contact layer 2, an n-type cladding layer 3, a current blocking layer 20, an active layer 4, a p-type cladding layer 5, and a p-type contact layer 6 are laminated on a substrate 1. And the active layer 4 has a shape having a stripe-shaped waveguide region. 10 is formed on the surface of the n-type contact layer 2 and is a striped n-electrode formed symmetrically with respect to the active layer. 11 is formed on the surface of the p-type contact layer 6 and located at the stripe position of the active layer. It is a striped p-electrode formed correspondingly.

【0009】基板1にはA面、C面、R面等の面方位を
有するサファイア、この他スピネル(MgAl24)1
11面、SiC、MgO、Si、ZnO、GaN等の単
結晶よりなる公知の基板が用いられる。
The substrate 1 includes sapphire having a plane orientation such as A-plane, C-plane and R-plane, and spinel (MgAl 2 O 4 ) 1
A known substrate made of a single crystal of eleven surfaces, such as SiC, MgO, Si, ZnO, and GaN, is used.

【0010】n型コンタクト層2は、n電極10が形成
されて電流が注入される層であり、n型窒化物半導体I
XAlYGa1-X-YN(0≦X、0≦Y、X+Y≦1)で構
成することができ、特にAlYGa1-YN(0≦Y<1)
が好ましい。GaNとすると、キャリア濃度の高いn型
層が得られ、n電極と特に好ましいオーミック接触が得
られる。AlGaNは活性層との屈折率差が大きくでき
るので光閉じ込め層としてのクラッド層として作用させ
ることができる。つまり、コンタクト層をAlGaNと
すると、電流を注入する層としてだけでなく、活性層の
光を閉じ込める層として作用する。GaNの場合、n電
極とのオーミック特性については非常に優れているが、
活性層との屈折率差が小さいためにレーザ光がGaN層
内で広がり、閾値の低下を阻害しやすい傾向にあるが、
AlGaNとすることにより活性層の発光をコンタクト
層内で広がりにくくできるので、閾値が低下する。n型
コンタクト層2の膜厚は0.1μm以上、5μm以下に
調整することが望ましい。0.1μmよりも薄いと、電
極を同一面側に設ける場合に、精密なエッチングレート
の制御をせねばならないので不利である。5μmよりも
厚いと、結晶中にクラックが入りやすくなる傾向にあ
る。なお、n型の窒化物半導体は、ノンドープ(不純物
をドープしない状態)でも結晶内部にできる窒素空孔の
ためn型となる性質があるが、Si、Ge、Sn等のド
ナー不純物を結晶成長中にドープすることにより、キャ
リア濃度が高く、好ましいn型特性を示す窒化物半導体
が得られる。また、基板と窒化物半導体の格子不整合を
緩和するために、基板1と、n型コンタクト層2との間
に、厚さ10オングストローム〜0.1μm以下のGa
N、AlN、AlGaN等よりなるバッファ層を形成し
ても良い。なお、n電極の材料としてはAl、Ti、
W、Cu、Zn、Sn、In等の金属若しくは合金が好
ましいオーミックが得られる。
The n-type contact layer 2 is a layer on which an n-electrode 10 is formed and into which a current is injected.
n X Al Y Ga 1-XY N (0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1), and particularly, Al Y Ga 1-Y N (0 ≦ Y <1)
Is preferred. When GaN is used, an n-type layer having a high carrier concentration is obtained, and particularly preferable ohmic contact with the n-electrode is obtained. AlGaN can act as a cladding layer as a light confinement layer because the refractive index difference with the active layer can be increased. In other words, if the contact layer is made of AlGaN, it acts not only as a layer for injecting current but also as a layer for confining light in the active layer. In the case of GaN, the ohmic characteristics with the n-electrode are very excellent,
Since the difference in the refractive index from the active layer is small, the laser beam tends to spread in the GaN layer, and tends to hinder the lowering of the threshold value.
By using AlGaN, the light emission of the active layer can be hardly spread in the contact layer, so that the threshold value decreases. It is desirable that the thickness of the n-type contact layer 2 is adjusted to 0.1 μm or more and 5 μm or less. If the thickness is less than 0.1 μm, it is disadvantageous because when the electrodes are provided on the same surface side, precise control of the etching rate is required. If the thickness is more than 5 μm, cracks tend to be easily formed in the crystal. Note that an n-type nitride semiconductor has the property of becoming n-type due to nitrogen vacancies formed inside the crystal even when non-doped (in a state where impurities are not doped), but donor impurities such as Si, Ge, and Sn are grown during crystal growth. By doing so, a nitride semiconductor having a high carrier concentration and exhibiting preferable n-type characteristics can be obtained. Further, in order to reduce lattice mismatch between the substrate and the nitride semiconductor, a Ga having a thickness of 10 Å to 0.1 μm or less is provided between the substrate 1 and the n-type contact layer 2.
A buffer layer made of N, AlN, AlGaN, or the like may be formed. In addition, Al, Ti,
Metals or alloys such as W, Cu, Zn, Sn, and In can provide an ohmic.

【0011】n型クラッド層3は活性層の光閉じ込め層
として作用し、活性層よりもバンドギャップの大きい窒
化物半導体、好ましくはAlを含むn型の窒化物半導体
で構成する。さらに好ましくは二元混晶あるいは三元混
晶のAlY'Ga1-Y'N(0<Y'≦1)とすることによ
り、結晶性の良いものが得られ、また活性層との屈折率
差を大きくしてレーザ光の縦モードの閉じ込めに有効で
ある。この層は通常0.1μm〜1μmの膜厚で成長さ
せることが望ましい。なおn型コンタクト層2をAlG
aNで構成した場合は、このn型クラッド層3を省略す
ることも可能である。
The n-type cladding layer 3 functions as a light confinement layer of the active layer, and is made of a nitride semiconductor having a larger band gap than the active layer, preferably an n-type nitride semiconductor containing Al. More preferably, a binary or ternary mixed crystal of Al Y ′ Ga 1-Y ′ N (0 <Y ′ ≦ 1) is obtained, whereby a crystal having good crystallinity can be obtained, and refraction with the active layer can be obtained. It is effective for confining the longitudinal mode of the laser beam by increasing the rate difference. This layer is usually preferably grown to a thickness of 0.1 μm to 1 μm. The n-type contact layer 2 is made of AlG
In the case of using aN, the n-type cladding layer 3 can be omitted.

【0012】次の電流阻止層20は本発明の最も特徴と
するところであり、活性層4のストライプ両側面側に
は、活性層4の最上層よりも、n型窒化物半導体側に近
い範囲で、n型窒化物半導体層の上に形成されている。
図1では前記n型窒化物半導体がn型クラッド層3に相
当する。この電流阻止層20はn層側で電流を狭窄し
て、活性層4に電流を集中させる作用を奏する。さらに
重要なことには、この電流阻止層20が活性層4の最上
層よりもn型クラッド層3に近い範囲、つまり、電流阻
止層20の最上層が、p型クラッド層5と活性層4との
界面より、n層側の位置にある範囲の膜厚で形成されて
いることである。このような膜厚で形成することによ
り、活性層よりもバンドギャップの大きいp型クラッド
層5が、活性層4のストライプ側面にまで回り込んで、
横モードの光閉じ込め層として作用する。従って、電流
阻止層20の最上層は活性層4とp型クラッド層5との
界面よりもn層側にあること、つまり活性層の最上層を
よりも低い位置にある必要があり、好ましくは電流阻止
層20の最上層が活性層の膜厚の半分以下の位置にあ
り、さらに好ましくは、図1に示すように、活性層20
とn型クラッド層3との界面よりもn型層側にして、ス
トライプ状の活性層の側面が全てp型クラッド層4で埋
め込まれるようにすることが望ましい。
The next current blocking layer 20 is the most characteristic feature of the present invention. On both sides of the stripe of the active layer 4, an area closer to the n-type nitride semiconductor side than the uppermost layer of the active layer 4 is formed. , On the n-type nitride semiconductor layer.
In FIG. 1, the n-type nitride semiconductor corresponds to the n-type cladding layer 3. The current blocking layer 20 functions to constrict the current on the n-layer side and concentrate the current on the active layer 4. More importantly, the range in which the current blocking layer 20 is closer to the n-type cladding layer 3 than the top layer of the active layer 4, that is, the top layer of the current blocking layer 20 is the p-type cladding layer 5 and the active layer 4 Is formed at a film thickness in a range at a position on the n-layer side from the interface with the substrate. By forming with such a film thickness, the p-type cladding layer 5 having a larger band gap than the active layer goes around the stripe side surface of the active layer 4,
Acts as a lateral mode light confinement layer. Therefore, the uppermost layer of the current blocking layer 20 needs to be on the n-layer side from the interface between the active layer 4 and the p-type cladding layer 5, that is, the uppermost layer of the active layer needs to be located at a lower position. The uppermost layer of the current blocking layer 20 is located at a position equal to or less than half the thickness of the active layer, and more preferably, as shown in FIG.
It is desirable that the side surface of the stripe-shaped active layer is buried with the p-type cladding layer 4 on the n-type layer side of the interface between the active layer and the n-type cladding layer 3.

【0013】電流阻止層20は、その電流阻止層の上に
窒化物半導体を成長させることができ、しかも電流を阻
止するような構成とする必要がある。従って、電流阻止
層の材料としてはi(insulator)型の窒化物半導体で
形成することが最も望ましい。またこの他、電流阻止層
を逆のn-p接合を有する窒化物半導体の多層膜として
も良い。電流阻止層をi型の窒化物半導体とする場合、
その窒化物半導体はInXAlYGa1-X-YN組成におい
て、Al混晶比、即ち、Y値が0.4以上、さらに望ま
しくは0.5以上とすることにより、ノンドープの状態
でもi型となりやすい。さらに好ましくは、p型不純物
を成長中にドープするとより容易にi型となる傾向にあ
る。Al混晶比の高いi型の窒化物半導体を成長させる
場合、その膜厚は0.5μm以下、さらに好ましくは
0.1μm以下に調整する。なぜなら、0.5μmより
も厚いと、結晶中にクラックが入りやすくなるからであ
る。
The current blocking layer 20 needs to have a structure capable of growing a nitride semiconductor on the current blocking layer and blocking current. Therefore, it is most preferable that the current blocking layer be formed of an i (insulator) type nitride semiconductor. In addition, the current blocking layer may be a multilayer film of a nitride semiconductor having an inverted np junction. When the current blocking layer is an i-type nitride semiconductor,
The nitride semiconductor has an In x Al Y Ga 1 -XYN composition and an Al mixed crystal ratio, that is, a Y value of 0.4 or more, and more preferably 0.5 or more. It is easy to be. More preferably, doping during growth with a p-type impurity tends to make it more easily i-type. When growing an i-type nitride semiconductor having a high Al mixed crystal ratio, the film thickness is adjusted to 0.5 μm or less, more preferably 0.1 μm or less. This is because if the thickness is larger than 0.5 μm, cracks are easily formed in the crystal.

【0014】活性層4は、少なくとも井戸層がInを含
む窒化物半導体を含む多重量子井戸構造とする。多重量
子井戸構造とは、井戸層と障壁層とを積層したものであ
り、本発明の場合、井戸層がInを含む窒化物半導体で
構成されていれば、障壁層は井戸層よりもバンドギャッ
プが大きければ特にInを含む必要はない。好ましく
は、InXGa1-XN(0<X≦1)よりなる井戸層と、
InX'Ga1-X'N(0≦X'<1、X'<X)よりなる障壁
層とを積層した構造とする。三元混晶のInGaNは四
元混晶のものに比べて結晶性が良い物が得られるので、
発光出力が向上する。また障壁層は井戸層よりもバンド
ギャップエネルギーを大きくして、井戸+障壁+井戸+
・・・+障壁+井戸層(その逆でもよい。)となるよう
に積層して多重量子井戸構造を構成する。このように活
性層をInGaNを積層したMQWとすると、量子準位
間発光で約365nm〜660nm間での高出力なLD
を実現することができる。特に好ましい態様として、両
方の層をInGaNとすると、InGaNは、GaN、
AlGaN結晶に比べて結晶が柔らかい。そのため第1
のp型層であるAlGaNの厚さを厚くできるのでレー
ザ発振が実現できる。
The active layer 4 has a multiple quantum well structure in which at least a well layer contains a nitride semiconductor containing In. The multiple quantum well structure is a structure in which a well layer and a barrier layer are stacked. In the case of the present invention, if the well layer is made of a nitride semiconductor containing In, the barrier layer has a band gap greater than that of the well layer. If In is large, it is not particularly necessary to include In. Preferably, a well layer made of In x Ga 1 -xN (0 <x ≦ 1);
A structure in which barrier layers made of In X ′ Ga 1−X ′ N (0 ≦ X ′ <1, X ′ <X) are stacked. Since ternary mixed crystal InGaN can be obtained with better crystallinity than quaternary mixed crystal,
Light emission output is improved. Further, the barrier layer has a band gap energy larger than that of the well layer, and the well layer + the barrier layer + the well layer +
.., A barrier and a well layer (or vice versa) are stacked to form a multiple quantum well structure. If the active layer is MQW in which InGaN is stacked as described above, a high-power LD between about 365 nm and 660 nm by quantum level emission is used.
Can be realized. In a particularly preferred embodiment, if both layers are InGaN, InGaN is GaN,
The crystal is softer than the AlGaN crystal. Therefore the first
Since the thickness of AlGaN, which is the p-type layer, can be increased, laser oscillation can be realized.

【0015】また井戸、障壁層をInGaNとすると次
のような効果もある。GaNとInGaNとでは結晶の
成長温度が異なる。例えばMOVPE法ではInGaN
は600℃〜800℃で成長させるのに対して、GaN
は800℃より高い温度で成長させる。従って、InG
aNよりなる井戸層を成長させた後、GaNよりなる障
壁層を成長させようとすれば、成長温度を上げてやる必
要がある。成長温度を上げると、先に成長させたInG
aN井戸層が分解してしまうので結晶性の良い井戸層を
得ることは難しい。さらに井戸層の膜厚は数十オングス
トロームしかなく、薄膜の井戸層が分解するとMQWを
作製するのが困難となる。それに対し、障壁層をInG
aNとすると、井戸層と障壁層が同一温度で成長でき
る。従って、先に形成した井戸層が分解することがない
ので結晶性の良いMQWを形成することができる。これ
はMQWの最も好ましい態様を示したものである。
When the well and the barrier layer are made of InGaN, the following effects are also obtained. GaN and InGaN have different crystal growth temperatures. For example, in the MOVPE method, InGaN
Grows at 600-800 ° C. while GaN grows
Grow at temperatures above 800 ° C. Therefore, InG
In order to grow a barrier layer made of GaN after growing a well layer made of aN, it is necessary to raise the growth temperature. When the growth temperature is increased, the previously grown InG
Since the aN well layer is decomposed, it is difficult to obtain a well layer having good crystallinity. Further, the thickness of the well layer is only several tens of angstroms, and it becomes difficult to manufacture the MQW when the well layer of the thin film is decomposed. In contrast, the barrier layer is made of InG
With aN, the well layer and the barrier layer can be grown at the same temperature. Therefore, since the well layer formed earlier does not decompose, an MQW with good crystallinity can be formed. This shows the most preferred embodiment of MQW.

【0016】活性層4の膜厚は100オングストローム
以上、好ましくは500オングストローム以上、さらに
好ましくは700オングストローム以上の膜厚を有する
ことが望ましい。MQWよりなるの活性層を厚く成長さ
せることにより、活性層の最外層近辺が光ガイド層とし
て作用する。活性層の膜厚の上限は特に限定するもので
はないが、通常は0.5μm以下に調整することが望ま
しい。
The thickness of the active layer 4 is desirably 100 Å or more, preferably 500 Å or more, and more preferably 700 Å or more. By growing the active layer of MQW thickly, the vicinity of the outermost layer of the active layer acts as a light guide layer. Although the upper limit of the thickness of the active layer is not particularly limited, it is usually desirable to adjust the thickness to 0.5 μm or less.

【0017】さらに井戸層の膜厚は70オングストロー
ム以下、さらに望ましくは50オングストローム以下に
調整することが好ましい。また障壁層の厚さも150オ
ングストローム以下、さらに望ましくは100オングス
トローム以下の厚さに調整することが望ましい。井戸層
が70オングストロームよりも厚いか、または障壁層が
150オングストロームよりも厚いと、レーザ素子の出
力が低下する傾向にある。
Further, the thickness of the well layer is preferably adjusted to 70 angstrom or less, more preferably 50 angstrom or less. It is also desirable that the thickness of the barrier layer be adjusted to 150 angstrom or less, more preferably 100 angstrom or less. If the well layer is thicker than 70 Å or the barrier layer is thicker than 150 Å, the output of the laser device tends to decrease.

【0018】p型クラッド層5は、電流阻止層20表面
と、ストライプ状の活性層4の表面とに形成され、しか
も活性層4のストライプ側面に接している。このように
p型クラッド層が構成されることにより、活性層4の縦
モード及び横モードの光閉じ込め層として作用して、屈
折率導波型のレーザ素子が実現されることにより、閾値
電流を低下させることができる。これは本発明のレーザ
素子における電流阻止層と、p型クラッド層特有の効果
である。このp型クラッド層は活性層よりもバンドギャ
ップの大きい窒化物半導体、好ましくはAlを含むp型
の窒化物半導体で構成する。さらに好ましくは二元混晶
あるいは三元混晶のAlY'Ga1-Y'N(0<Y'≦1)と
することにより、結晶性の良いものが得られ、また活性
層との屈折率差を大きくしてレーザ光の光閉じ込めに有
効であり、通常0.1μm〜1μmの膜厚で成長させる
ことが望ましい。なお、p型の窒化物半導体は、Mg、
Zn、Cd、Be等のII族元素よりなるアクセプター不
純物を結晶成長中にドープすることによって得られる
が、結晶成長後不活性ガス中で400℃以上でアニール
することにより、さらに低抵抗な好ましいp型が得られ
る。
The p-type cladding layer 5 is formed on the surface of the current blocking layer 20 and the surface of the stripe-shaped active layer 4 and is in contact with the stripe side surface of the active layer 4. When the p-type cladding layer is configured in this manner, the p-type cladding layer functions as an optical confinement layer for the longitudinal mode and the transverse mode of the active layer 4, and a refractive index guided laser device is realized. Can be reduced. This is an effect peculiar to the current blocking layer and the p-type cladding layer in the laser device of the present invention. The p-type cladding layer is made of a nitride semiconductor having a larger band gap than the active layer, preferably a p-type nitride semiconductor containing Al. More preferably, a binary or ternary mixed crystal of Al Y ′ Ga 1-Y ′ N (0 <Y ′ ≦ 1) is obtained, whereby a crystal having good crystallinity can be obtained, and refraction with the active layer can be obtained. It is effective for confining the laser light by increasing the rate difference, and it is usually desirable to grow the layer with a thickness of 0.1 μm to 1 μm. The p-type nitride semiconductor is Mg,
It is obtained by doping during the crystal growth with an acceptor impurity composed of a group II element such as Zn, Cd, Be, etc., and annealing at 400 ° C. or more in an inert gas after the crystal growth makes it possible to further reduce the preferable resistance. The mold is obtained.

【0019】p型コンタクト層6はp型InXAlYGa
1-X-YN(0≦X、0≦Y、X+Y≦1)で構成することが
でき、特に、Mgをドープしたp型GaNとすると、キ
ャリア濃度の高いp型層が得られて、p電極11と良好
なオーミック接触が得られ、しきい値電流を低下させる
ことができる。p電極の材料としてはNi、Pd、I
r、Rh、Pt、Ag、Au等の比較的仕事関数の高い
金属又は合金がオーミックが得られやすい。なお、本発
明において示すInXGa1-XN、AlYGa1-YN等は、
単に一般式を示しているに過ぎず、異なる層が同一の一
般式で示されていても、それらの値X、Y値が同一の値を
示すものでは決してない。
The p-type contact layer 6 is made of p-type In x Al Y Ga
1-XYN (0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1). In particular, when p-type GaN doped with Mg is used, a p-type layer having a high carrier concentration is obtained, and 11, a good ohmic contact is obtained, and the threshold current can be reduced. Ni, Pd, I
A metal or alloy having a relatively high work function, such as r, Rh, Pt, Ag, or Au, can easily obtain an ohmic. Incidentally, In X Ga 1-X N shown in the present invention, Al Y Ga 1-Y N, etc.,
It merely shows a general formula, and even if different layers are expressed by the same general formula, their values X and Y values never indicate the same value.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明のレーザ素子を得る方法を図面
を参照しながら説明する。図2〜図5及び図7〜図8は
本発明の実施例に係るレーザ素子を有するウェーハの主
要部の構造を示す模式的な断面図であり、同時に本発明
のレーザ素子の製造方法を説明するため一工程において
得られる図を示している。またこれらの図は全て活性層
のストライプに対して垂直な方向で素子を切断した際の
構造を示すものである。本発明のレーザ素子は単に基本
的な構造を示すものであって、この構造に限定されるも
のではない。例えば、必要に応じてバッファ層、クラッ
ド層等、他の窒化物半導体よりなる層を適宜挿入しても
良い。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for obtaining a laser device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 2 to 5 and FIGS. 7 to 8 are schematic cross-sectional views showing the structure of a main part of a wafer having a laser device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a diagram obtained in one step. Further, these figures all show the structure when the element is cut in a direction perpendicular to the stripe of the active layer. The laser device of the present invention merely shows a basic structure, and is not limited to this structure. For example, a layer made of another nitride semiconductor, such as a buffer layer and a cladding layer, may be inserted as needed.

【0021】[実施例1] (第1の工程)サファイアのA面を主面とする基板1を
用意し、この基板1をMOVPE装置の反応容器内に設
置した後、原料ガスにTMG(トリメチルガリウム)
と、アンモニアを用い、温度500℃でサファイア基板
1の表面にGaNよりなるバッファ層(図示せず)を2
00オングストロームの膜厚で成長させる。
Example 1 (First Step) A substrate 1 having a main surface of sapphire A was prepared, and the substrate 1 was placed in a reaction vessel of a MOVPE apparatus. gallium)
And a buffer layer (not shown) made of GaN on the surface of the sapphire substrate 1 at a temperature of 500 ° C. using ammonia.
It is grown to a thickness of 00 Å.

【0022】続いて温度を1050℃に上げ、原料ガス
にTMG、アンモニア、ドナー不純物としてSiH
4(シラン)ガスを用いて、SiドープGaNよりなる
n型コンタクト層2を4μmの膜厚で成長させる。
Subsequently, the temperature was raised to 1050 ° C., and TMG, ammonia, and SiH as donor impurities were added to the source gas.
4 An n-type contact layer 2 made of Si-doped GaN is grown to a thickness of 4 μm using (silane) gas.

【0023】次に、温度を750℃にして、原料ガスに
TMG、TMI(トリメチルインジウム)、アンモニ
ア、不純物ガスにシランガスを用い、SiドープIn0.
1Ga0.9Nよりなるクラック防止層(図示せず。)を5
00オングストロームの膜厚で成長させる。クラック防
止層はInを含むn型の窒化物半導体、好ましくはIn
GaNで成長させることにより、次に成長させるAlを
含む窒化物半導体よりなるn型クラッド層3にクラック
が入らないようにして厚膜で成長させることが可能とな
り、非常に好ましい。クラック防止層は100オングス
トローム以上、0.5μm以下の膜厚で成長させること
が好ましい。100オングストロームよりも薄いと前記
のようにクラック防止として作用しにくく、0.5μm
よりも厚いと、結晶自体が黒変する傾向にある。なお、
このクラック防止層は成長方法、成長装置によっては省
略することもできるので、特に図示していないがLDを
作成する場合には成長させる方が望ましい。
Next, the temperature is set to 750 ° C., and TMG, TMI (trimethylindium) and ammonia are used as source gases, silane gas is used as impurity gas, and Si-doped In0.
A crack preventing layer (not shown) made of 1Ga0.9N
It is grown to a thickness of 00 Å. The anti-crack layer is an n-type nitride semiconductor containing In, preferably In
Growing with GaN makes it possible to grow the n-type cladding layer 3 made of a nitride semiconductor containing Al which is to be grown next with a thick film without cracking, which is very preferable. The crack prevention layer is preferably grown to a thickness of 100 Å or more and 0.5 μm or less. If the thickness is less than 100 Å, it is difficult to act as a crack prevention as described above,
If it is thicker, the crystals themselves tend to blacken. In addition,
This crack prevention layer can be omitted depending on the growth method and the growth apparatus. Therefore, although not shown, it is preferable to grow the LD when forming an LD.

【0024】次に、原料ガスにTMG、TMA(トリメ
チルアルミニウム)、アンモニア、不純物ガスにシラン
ガスを用いて、Siドープn型Al0.3Ga0.7Nよりな
るn型クラッド層3を0.5μmの膜厚で成長させる。
Next, an n-type cladding layer 3 made of Si-doped n-type Al0.3 Ga0.7 N is formed to a thickness of 0.5 μm using TMG, TMA (trimethylaluminum) and ammonia as source gases and silane gas as an impurity gas. Grow with.

【0025】次に原料ガスにTMG、TMI、アンモニ
アを用いて活性層4を成長させる。活性層4は温度を7
50℃に保持して、まずノンドープIn0.2Ga0.8Nよ
りなる井戸層を25オングストロームの膜厚で成長させ
る。次にTMIのモル比を変化させるのみで同一温度
で、ノンドープIn0.01Ga0.95Nよりなる障壁層を5
0オングストロームの膜厚で成長させる。この操作を9
回繰り返し、最後に井戸層を成長させ総膜厚700オン
グストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層4を成
長させる。この活性層4は膜厚を500オングストロー
ム以上に調整しているため、最外層付近にある井戸層、
障壁層が光ガイド層として作用する。
Next, the active layer 4 is grown using TMG, TMI, and ammonia as the source gas. The active layer 4 has a temperature of 7
While maintaining the temperature at 50 ° C., first, a well layer made of non-doped In0.2Ga0.8N is grown to a thickness of 25 Å. Next, a barrier layer made of non-doped In0.01Ga0.95N was deposited at the same temperature by changing only the molar ratio of TMI.
It is grown to a thickness of 0 Å. This operation 9
This is repeated twice, and finally, a well layer is grown to grow an active layer 4 having a multiple quantum well structure with a total film thickness of 700 Å. Since the thickness of the active layer 4 is adjusted to 500 Å or more, a well layer near the outermost layer,
The barrier layer acts as a light guide layer.

【0026】(第2の工程)活性層4成長後、ウェーハ
を反応容器から取り出し、活性層4の表面に5μmのス
トライプ幅を有するSiO2よりなる第1の保護膜31
をフォトリソグラフィー技術を用いて形成する。図2
が、第1の保護膜31を形成したウェーハの主要部の構
造を示す模式的な断面図である。
(Second Step) After the active layer 4 is grown, the wafer is taken out of the reaction vessel, and a first protective film 31 made of SiO 2 having a stripe width of 5 μm is formed on the surface of the active layer 4.
Is formed using a photolithography technique. FIG.
Is a schematic cross-sectional view showing a structure of a main part of the wafer on which the first protective film 31 is formed.

【0027】次に第1の保護膜31を形成したウェーハ
をRIE(反応性イオンエッチング装置)に移送し、第
1の保護膜が形成されていない部分の選択エッチングを
行う。エッチング深さは、n型クラッド層3を0.1μ
mエッチングした深さに調整する。図3はエッチング終
了後のウェーハ主要部の構造を示す断面図であり、この
図に示すように、このエッチングより活性層に5μmの
ストライプ幅を有する導波路領域が作製されると共に、
次に電流阻止層が成長されるn型クラッド層3の表面が
露出される。
Next, the wafer on which the first protective film 31 has been formed is transferred to RIE (reactive ion etching apparatus), and a portion where the first protective film is not formed is selectively etched. The etching depth is 0.1 μm for the n-type cladding layer 3.
m Adjust to the etched depth. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the main part of the wafer after the completion of the etching. As shown in FIG. 3, a waveguide region having a stripe width of 5 μm is formed in the active layer by this etching.
Next, the surface of n-type clad layer 3 on which the current blocking layer is grown is exposed.

【0028】(第3の工程)エッチング終了後、ウェー
ハを再度反応容器内に移送し、エッチングにより露出さ
せたn型クラッド層3の表面に電流阻止層20を成長さ
せる。温度を1050℃にして、TMG、TMA、アン
モニア、不純物ガスにDEZ(ジエチルジンク)を用い
Znドープi型Al0.5Ga0.5Nよりなる電流阻止層2
0を500オングストロームの膜厚で成長させる。電流
阻止層20成長後のウェーハの主要部の構造を示す断面
図が図4である。
(Third Step) After the completion of the etching, the wafer is transferred into the reaction vessel again, and the current blocking layer 20 is grown on the surface of the n-type clad layer 3 exposed by the etching. The temperature is set to 1050 ° C., and a current blocking layer 2 made of Zn-doped i-type Al 0.5 Ga 0.5 N using TMG, TMA, ammonia and DEZ (diethyl zinc) as an impurity gas.
0 is grown to a thickness of 500 angstroms. FIG. 4 is a sectional view showing the structure of the main part of the wafer after the current blocking layer 20 is grown.

【0029】ここで、電流阻止層を活性層の高さよりも
厚く成長させた場合と、本発明のように薄く成長させた
場合の作用を比較する。図5および図6は活性層4のス
トライプ周辺を拡大して示す模式断面図であり、図5は
本発明のように薄く成長させた場合、図6は比較のため
に厚く成長させた場合を示す図である。まず図6に示す
ように、電流阻止層20’を活性層4の高さを超える膜
厚で成長させると、成長後に20A’に示すように、活
性層のストライプ付近の電流阻止層20’表面に凸部が
発生しやすい傾向にある。これはSiO2のような窒化
物半導体が成長しない性質を有する保護膜を活性層の上
に形成して選択成長を行うためである。つまり、保護膜
の側面には窒化物半導体が成長しないために、電流阻止
層20’が不均一に成長してしまう。従って、このよう
な凹凸のある電流阻止層20’の上にp型クラッド層を
成長させると、凹凸部により電流が不均一に流れ、レー
ザ素子のリーク、ショート等が発生しやすい傾向にあ
る。一方、図5に示すように、活性層の高さを超えない
範囲であると電流阻止層20が均一に成長できるのでそ
のような問題が発生することもない。
Here, the effects of the case where the current blocking layer is grown thicker than the height of the active layer and the case where the current blocking layer is grown thinner as in the present invention will be compared. 5 and 6 are schematic cross-sectional views showing the periphery of the stripe of the active layer 4 in an enlarged manner. FIG. 5 shows a case where the active layer 4 is grown thin, and FIG. 6 shows a case where the active layer 4 is grown thick for comparison. FIG. First, as shown in FIG. 6, when the current blocking layer 20 'is grown with a thickness exceeding the height of the active layer 4, the surface of the current blocking layer 20' near the stripe of the active layer as shown at 20A 'after growth is formed. Tend to have convex portions. This is because a selective growth is performed by forming a protective film such as SiO 2 having a property that a nitride semiconductor does not grow on the active layer. That is, since the nitride semiconductor does not grow on the side surface of the protective film, the current blocking layer 20 'grows unevenly. Therefore, when a p-type cladding layer is grown on the current blocking layer 20 'having such irregularities, current flows unevenly due to the irregularities, and a leak, a short circuit, and the like of the laser element tend to occur. On the other hand, as shown in FIG. 5, if the height does not exceed the height of the active layer, the current blocking layer 20 can be uniformly grown, so that such a problem does not occur.

【0030】(第4の工程)電流阻止層20成長後、ウ
ェーハを反応容器から取り出し、第1の保護膜31を除
去する。その後、再びウェーハを反応容器内に移送し、
電流阻止層20及び活性層4の上にp型クラッド層5を
成長させる。温度を1050℃にしてTMG、TMA、
アンモニア、アクセプター不純物源としてCp2Mg
(シクロペンタジエニルマグネシウム)を用い、Mgド
ープAl0.3Ga0.7Nよりなるp型クラッド層5を0.
5μmの膜厚で成長させる。このp型クラッド層5は、
活性層4のストライプ側面にも原料ガスの回り込みによ
り成長されて、横モードの光閉じ込め層として有効に作
用する。
(Fourth Step) After the current blocking layer 20 is grown, the wafer is taken out of the reaction vessel and the first protective film 31 is removed. After that, transfer the wafer again into the reaction vessel,
The p-type cladding layer 5 is grown on the current blocking layer 20 and the active layer 4. The temperature was raised to 1050 ° C, TMG, TMA,
Ammonia, Cp2Mg as acceptor impurity source
(Cyclopentadienylmagnesium), the p-type cladding layer 5 made of Mg-doped Al0.3Ga0.7N was placed at 0.1.
It is grown to a thickness of 5 μm. This p-type cladding layer 5
The raw material gas is also grown on the side surfaces of the stripe of the active layer 4 due to the wraparound of the source gas, and effectively acts as a lateral mode light confinement layer.

【0031】続いて、TMG、アンモニア、Cp2Mg
を用い、Mgドープp型GaNよりなるp型コンタクト
層6を0.5μmの膜厚で成長させる。p型コンタクト
層6成長後のウェーハの主要部の構造を示す断面図が図
7である。
Subsequently, TMG, ammonia, Cp2Mg
Is used to grow a p-type contact layer 6 of Mg-doped p-type GaN with a thickness of 0.5 μm. FIG. 7 is a sectional view showing the structure of the main part of the wafer after the growth of the p-type contact layer 6.

【0032】以上のようにして窒化物半導体を積層した
ウェーハを反応容器から取り出し、図8に示すように、
最上層のp型コンタクト層の上にSiO2よりなる第2
の保護膜32を形成し、同じくRIEにて、保護膜を形
成していない部分の窒化物半導体をエッチングし、n電
極10を形成すべきn型コンタクト層2の表面を露出さ
せる。図8はエッチング終了後のウェーハの主要部の構
造を示す断面図である。
The wafer on which the nitride semiconductor is laminated as described above is taken out of the reaction vessel, and as shown in FIG.
A second layer made of SiO2 is formed on the uppermost p-type contact layer.
Is formed, and the portion of the nitride semiconductor where the protective film is not formed is etched by RIE to expose the surface of the n-type contact layer 2 where the n-electrode 10 is to be formed. FIG. 8 is a cross-sectional view showing the structure of the main part of the wafer after the completion of the etching.

【0033】後は常法に従い、n型コンタクト層2の表
面にTi/Auよりなるストライプ状のn電極10と、
p型コンタクト層6の表面にストライプ状のNi/Au
よりなるp電極11とを形成する。その後、ウェーハを
劈開して、ストライプ状の電極に垂直な面に共振面を作
製して、その共振面に誘電体多層膜を設けた後、チップ
状に分離して本発明のレーザ素子を得る。このレーザ素
子をパルス発振させたところ、従来の電極ストライプ型
のレーザ素子に比較して、発振閾値の閾値電流で1/5
以下、順方向電圧で1/4以下に低下し、単一モードの
発振であった。
Thereafter, a striped n-electrode 10 made of Ti / Au is formed on the surface of the n-type contact layer 2 according to a conventional method.
Stripe-shaped Ni / Au is formed on the surface of the p-type contact layer 6.
And a p-electrode 11 made of the same. Thereafter, the wafer is cleaved to form a resonance surface on a surface perpendicular to the stripe-shaped electrodes, and a dielectric multilayer film is provided on the resonance surface, and then separated into chips to obtain a laser device of the present invention. . When the pulse oscillation of this laser device was performed, the threshold current of the oscillation threshold was 1/5 of that of the conventional electrode stripe type laser device.
Thereafter, the forward voltage was reduced to 1/4 or less, and the oscillation was in a single mode.

【0034】[実施例2]図9は本発明のレーザ素子に
係る他の構造を示す模式的な断面図である。このレーザ
素子が図1のレーザ素子と異なる点は、活性層4の上に
活性層4と同一ストライプを有し、活性層よりもバンド
ギャップが大きい第2のp型窒化物半導体層52を形成
しているところにある。
Embodiment 2 FIG. 9 is a schematic sectional view showing another structure of the laser device of the present invention. This laser element is different from the laser element of FIG. 1 in that a second p-type nitride semiconductor layer 52 having the same stripe as the active layer 4 on the active layer 4 and having a larger band gap than the active layer is formed. Where you are.

【0035】この第2のp型窒化物半導体層52もAl
を含む窒化物半導体、好ましくはAlYGa1-YN(0<
Y<1)で形成することが望ましく、膜厚は50オング
ストローム〜1μmの膜厚で成長させることが望まし
い。この第2のp型窒化物半導体のバンドギャップは活
性層よりも大きければ良く、さらに好ましくは、p型ク
ラッド層5のバンドギャップを大きくすることにより、
縦方向の光閉じ込め層として有効に作用する。このよう
に活性層よりもバンドギャップの大きい第2のp型窒化
物半導体層52を成長させることにより、縦方向のp型
層の厚さが厚くなり実質的な光閉じ込めの効率が良くな
る。
The second p-type nitride semiconductor layer 52 is also made of Al
Containing nitride, preferably Al Y Ga 1-Y N (0 <
Y <1) is preferable, and the film is preferably grown to a thickness of 50 Å to 1 μm. The band gap of the second p-type nitride semiconductor may be larger than that of the active layer. More preferably, the band gap of the p-type clad layer 5 is increased.
Effectively acts as a vertical light confinement layer. By growing the second p-type nitride semiconductor layer 52 having a larger band gap than the active layer in this manner, the thickness of the p-type layer in the vertical direction is increased and the efficiency of substantial light confinement is improved.

【0036】第2のp型窒化物半導体層の成長は至って
簡単であり、実施例1の第1の工程において、活性層4
を成長させた後、温度を1050℃にして、TMG、T
MA、アンモニア、Cp2Mgを用いて、Al0.4Ga0.
6Nよりなる層を100オングストローム成長させる。
次に、実施例1と同様にして、第2のp型窒化物半導体
層52及び活性層4をストライプ状にエッチングして、
n型クラッド層3を露出させる。後は実施例1と同様に
して、図9に示すレーザ素子を得たところ、実施例1と
ほぼ同等の特性を示した。
The growth of the second p-type nitride semiconductor layer is extremely simple, and the active layer 4 is formed in the first step of the first embodiment.
After the growth of TMG, TMG, T
Using MA, ammonia, Cp2Mg, Al0.4Ga0.
A layer of 6N is grown for 100 Å.
Next, similarly to the first embodiment, the second p-type nitride semiconductor layer 52 and the active layer 4 are etched in a stripe shape,
The n-type cladding layer 3 is exposed. Thereafter, the laser device shown in FIG. 9 was obtained in the same manner as in Example 1. As a result, the characteristics were almost the same as those in Example 1.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザ素
子ではn層側に膜厚の薄い電流阻止層を設けることによ
り、活性層のストライプ側面にp型クラッド層が接して
いるために、横モードのレーザが制御されて、発振閾値
を低下させることができる。しかも、図5に示すように
電流阻止層が活性層の高さを超えないために、その電流
阻止層の上に成長させる窒化物半導体層が均一な膜厚で
成長できるため、素子自体の信頼性も格段に向上する。
As described above, in the laser device of the present invention, by providing the thin current blocking layer on the n-layer side, the p-type cladding layer is in contact with the stripe side surface of the active layer. The laser in the transverse mode can be controlled to lower the oscillation threshold. In addition, since the current blocking layer does not exceed the height of the active layer as shown in FIG. 5, the nitride semiconductor layer grown on the current blocking layer can be grown with a uniform film thickness. Sex is also greatly improved.

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

【図1】 本発明の一実施例に係るレーザ素子の構造を
示す模式断面図。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the structure of a laser device according to one embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の製造方法の一工程において得られる
ウェーハの主要部の構造を示す模式断面図。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a structure of a main part of a wafer obtained in one step of the manufacturing method of the present invention.

【図3】 本発明の製造方法の一工程において得られる
ウェーハの主要部の構造を示す模式断面図。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a structure of a main part of a wafer obtained in one step of the manufacturing method of the present invention.

【図4】 本発明の製造方法の一工程において得られる
ウェーハの主要部の構造を示す模式断面図。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a structure of a main part of a wafer obtained in one step of the manufacturing method of the present invention.

【図5】 図4の活性層のストライプ周辺を拡大して示
す部分断面図。
FIG. 5 is an enlarged partial cross-sectional view showing the vicinity of a stripe of an active layer in FIG. 4;

【図6】 他の製造方法による活性層のストライプ周辺
を図5と比較して示す部分模式断面図。
FIG. 6 is a partial schematic cross-sectional view showing a periphery of a stripe of an active layer by another manufacturing method in comparison with FIG.

【図7】 本発明の製造方法の一工程において得られる
ウェーハの主要部の構造を示す模式断面図。
FIG. 7 is a schematic sectional view showing a structure of a main part of a wafer obtained in one step of the manufacturing method of the present invention.

【図8】 本発明の製造方法の一工程において得られる
ウェーハの主要部の構造を示す模式断面図。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing a structure of a main part of a wafer obtained in one step of the manufacturing method of the present invention.

【図9】 本発明の他の実施例に係るレーザ素子の構造
を示す模式断面図。
FIG. 9 is a schematic sectional view showing a structure of a laser device according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・基板 2・・・・n型コンタクト層 3・・・・n型クラッド層 4・・・・活性層 5・・・・p型クラッド層 6・・・・p型コンタクト層 20・・・・電流阻止層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2 ... n-type contact layer 3 ... n-type cladding layer 4 ... Active layer 5 ... p-type cladding layer 6 ... p-type contact layer 20 .... Current blocking layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50 H01L 33/00 JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01S 5/00-5/50 H01L 33/00 JICST file (JOIS)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上部に、少なくともn型窒化物半導
体層と、エッチングにより前記n型窒化物半導体層を露
出させることにより形成されたストライプ状の活性層
と、p型窒化物半導体層とを順に有するダブルへテロ構
造の窒化物半導体レーザ素子において、 前記活性層のストライプ両側面側には、活性層の最上層
よりもn型窒化物半導体側に近い範囲で、エッチングに
より露出された前記n型窒化物半導体層の表面に膜厚
0.5μm以下のi型In x Al y Ga 1-x-y N(y≧
0.4)からなる電流阻止層が形成され、 さらにp型窒化物半導体層が活性層のストライプ両側面
に接して形成されていることを特徴とする窒化物半導体
レーザ素子。
At least an n-type nitride semiconductor layer is exposed on an upper part of a substrate by etching.
In a nitride semiconductor laser device having a double hetero structure having a stripe-shaped active layer formed by exposing and a p-type nitride semiconductor layer in order, an active layer is formed on both sides of the stripe of the active layer. In the range closer to the n-type nitride semiconductor side than the top layer ,
A film thickness on the exposed surface of the n-type nitride semiconductor layer.
I-type In x Al y Ga 1-xy N (y ≧ 0.5 μm)
0.4 . A nitride semiconductor laser device comprising: a current blocking layer made of 0.4) ; and a p-type nitride semiconductor layer formed on both sides of the stripe of the active layer.
【請求項2】 前記p型窒化物半導体層と活性層との間
に、活性層のストライプと同一のストライプを有し、活
性層よりもバンドギャップが大きい第2のp型窒化物半
導体層が形成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素子。
2. A second p-type nitride semiconductor layer having the same stripe as that of the active layer between the p-type nitride semiconductor layer and the active layer and having a larger band gap than the active layer. The nitride semiconductor laser device according to claim 1, wherein the nitride semiconductor laser device is formed.
【請求項3】 基板上部に、少なくともn型窒化物半導
体層と、活性層とを順に成長させる第1の工程と、 第1の工程後、活性層にストライプ幅を有する保護膜を
形成し、保護膜の形成されていない部分をストライプ状
にエッチングすると共に、n型窒化物半導体層の表面を
露出させる第2の工程と、 第2の工程後、エッチングにより露出させたn型窒化物
半導体層の表面に、膜厚0.5μm以下のi型In x
y Ga 1-x-y N(y≧0.4)からなる電流阻止層を活
性層の最上層よりn型窒化物半導体層側に近い範囲で成
長させる第3の工程と、 第3の工程後、電流阻止層の上にp型窒化物半導体層を
活性層のストライプ側面に接するように成長させる第4
の工程を備えることを特徴とする窒化物半導体レーザ素
子の製造方法。
3. A first step of sequentially growing at least an n-type nitride semiconductor layer and an active layer on a substrate, and a protective film having a stripe width on the active layer after the first step.
A second step of forming and etching a portion where the protective film is not formed in a stripe shape, and exposing a surface of the n-type nitride semiconductor layer; and, after the second step, an n-type nitride exposed by etching. An i-type In x A film having a thickness of 0.5 μm or less is formed on the surface of the semiconductor layer.
a third step of growing at l y Ga 1-xy N range close to the n-type nitride semiconductor layer side of the uppermost (y ≧ 0.4) active layer current blocking layer made of, after the third step A fourth step of growing a p-type nitride semiconductor layer on the current blocking layer so as to be in contact with the stripe side surface of the active layer;
A method for manufacturing a nitride semiconductor laser device, comprising the steps of:
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