JP3484842B2 - Nitride semiconductor laser device - Google Patents

Nitride semiconductor laser device

Info

Publication number
JP3484842B2
JP3484842B2 JP27522095A JP27522095A JP3484842B2 JP 3484842 B2 JP3484842 B2 JP 3484842B2 JP 27522095 A JP27522095 A JP 27522095A JP 27522095 A JP27522095 A JP 27522095A JP 3484842 B2 JP3484842 B2 JP 3484842B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nitride semiconductor
layer
laser device
substrate
type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP27522095A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09116232A (en
Inventor
徳也 小崎
修二 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nichia Corp
Original Assignee
Nichia Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nichia Corp filed Critical Nichia Corp
Priority to JP27522095A priority Critical patent/JP3484842B2/en
Publication of JPH09116232A publication Critical patent/JPH09116232A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3484842B2 publication Critical patent/JP3484842B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は窒化物半導体(InX
YGa1-X-YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)よりなるレ
ーザ素子と、そのレーザ素子の共振器の作製方法に関す
る。
The present invention relates to a nitride semiconductor (In X A
1 Y Ga 1-XY N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1), and a method for manufacturing a resonator of the laser device.

【0002】[0002]

【従来の技術】波長550nm以下の発光波長を有する
短波長半導体レーザ素子の材料として、InXAlYGa
1-X-YN(0≦X、0≦Y、X+Y≦1)よりなる窒化物半
導体が知られている。窒化物半導体では現在のところ発
光ダイオード(LED)までは実現されているが、レー
ザダイオード(LD)で発振したという報告は未だ成さ
れていない。
2. Description of the Related Art In x Al y Ga has been used as a material for a short wavelength semiconductor laser device having an emission wavelength of 550 nm or less.
A nitride semiconductor composed of 1-XY N (0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1) is known. Up to now, a light emitting diode (LED) has been realized in a nitride semiconductor, but a report that it oscillates in a laser diode (LD) has not been made yet.

【0003】窒化物半導体よりなるLEDは基本的に、
サファイア基板の上にn型AlGaNよりなるn型クラ
ッド層と、InGaNよりなる活性層と、p型AlGa
Nよりなるp型クラッド層とが積層されたダブルへテロ
構造を有している。
LEDs made of nitride semiconductors are basically
On the sapphire substrate, an n-type clad layer made of n-type AlGaN, an active layer made of InGaN, and p-type AlGa
It has a double hetero structure in which a p-type cladding layer made of N is laminated.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】窒化物半導体よりなる
ダブルへテロ構造が実現されたことにより、LDの基本
的な構造が実現されたことになる。LDの構造ができる
と、レーザ発振のためには、活性層の発光を素子内で共
振させるために、素子内に設けられた平行鏡に相当する
光共振器が必要である。例えばGaAs、InGaAl
P等の劈開性のある半導体材料よりなる赤外、赤色半導
体レーザであれば、基板に同じく劈開性のあるGaAs
が用いられているため、GaAsの劈開性を利用して、
劈開面を共振器とすることが一般的に行われている。
The realization of the double hetero structure made of a nitride semiconductor realizes the basic structure of the LD. When the structure of the LD is completed, for laser oscillation, an optical resonator corresponding to a parallel mirror provided in the device is required to resonate the light emission of the active layer in the device. For example, GaAs, InGaAl
In the case of an infrared or red semiconductor laser made of a cleavable semiconductor material such as P, a GaAs substrate having the same cleavability as the substrate.
Is used, the cleavage property of GaAs is used to
It is common practice to use the cleavage plane as a resonator.

【0005】しかしながら、窒化物半導体はサファイア
という劈開性のない絶縁性基板上に積層されているた
め、LDの共振器を形成することが困難であるという問
題がある。ウェーハを強制的に割って、その分割面を劈
開面のようにしても共振器とはなり難く、発振に至って
いないのが現実である。
However, since the nitride semiconductor is laminated on sapphire, which is an insulative insulating substrate, there is a problem that it is difficult to form a resonator of the LD. Even if the wafer is forcibly broken and the split surface is used as a cleavage plane, it hardly becomes a resonator, and in reality, oscillation is not achieved.

【0006】従って本発明はこのような事情を鑑みて成
されたものであって、その目的とするところは、基板上
に窒化物半導体がLDの構造となるように積層されたウ
ェーハから、窒化物半導体の共振器の作製方法を提供し
て、レーザ発振可能なレーザ素子を実現することにあ
る。
Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to obtain a nitride semiconductor from a wafer in which a nitride semiconductor is laminated on a substrate so as to have an LD structure. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a resonator of a physical semiconductor to realize a laser element capable of lasing.

【0007】[0007]

【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、基板上に窒化物半導体が積層されて、対向
する窒化物半導体端面を共振器とする窒化物半導体レー
ザ素子において、前記基板がスピネルよりなり、さらに
前記共振器はスピネル基板に積層された窒化物半導体ウ
ェーハが切断された切断面であって、該切断面は研磨に
より平滑面とされており、共振器面には、TiO2、A
l2O3、Si、SiOxよりなる群から選ばれる少な
くとも1つを材料とする誘電体多層膜が形成されている
ことを特徴とする。前記共振器面の窒化物半導体層の凹
凸は50オングストローム以下であることを特徴とす
る。
A nitride semiconductor laser device according to the present invention is a nitride semiconductor laser device in which a nitride semiconductor is laminated on a substrate, and a facing end face of the nitride semiconductor serves as a resonator. Is made of spinel, and the resonator is a cut surface obtained by cutting the nitride semiconductor wafer laminated on the spinel substrate, and the cut surface is polished.
It has a smoother surface, and the resonator surface has TiO2, A
a small amount selected from the group consisting of 12O3, Si, and SiOx.
It is characterized in that a dielectric multilayer film made of at least one is formed. The unevenness of the nitride semiconductor layer on the cavity surface is 50 angstroms or less.

【0008】さらにまた本発明のレーザ素子の共振器の
作製方法は、スピネル基板上に窒化物半導体を積層した
後、その基板を切断して、その切断面を共振器とするこ
とを特徴とする。なお本発明の素子及び方法において、
請求項に言う切断面とはウェーハをダイサー、レーザ等
の切断手段によりチップを切断したその切断面を指すこ
とは言うまでもなく、スクライブ等によりウェーハに一
部傷を入れて、その傷からウェーハを割る手段で切断し
た切断面も含むものとする。
Furthermore, the method of manufacturing a resonator for a laser device according to the present invention is characterized in that after a nitride semiconductor is laminated on a spinel substrate, the substrate is cut and the cut surface is used as a resonator. . In the device and method of the present invention,
Needless to say, the cut surface referred to in the claims refers to the cut surface obtained by cutting the chip by cutting means such as a dicer or a laser, and partially scratches the wafer by scribing or the like and breaks the wafer from the scratch. The cut surface cut by the means is also included.

【0009】本発明に使用するスピネルとはMgとAl
の共酸化物であって、MgAl24を好ましく用い、窒
化物半導体を成長させるスピネルの結晶面は(111)
面を好ましい結晶成長面とする。
Spinel used in the present invention means Mg and Al.
Which is a co-oxide of MgAl 2 O 4 and has a crystal plane of spinel (111) for growing a nitride semiconductor.
The surface is a preferable crystal growth surface.

【0010】窒化物半導体を成長させるには、例えば有
機金属気相成長法(MOVPE)、分子線気相成長法
(MBE)、ガスソース分子線気相成長法(MOMB
E)、ハライド気相成長法(HDVPE)等の気相成長
法を用いることができる。これらの成長法を用いて窒化
物半導体を成長させることによりレーザ素子を作製する
ことができる。
To grow a nitride semiconductor, for example, metal organic chemical vapor deposition (MOVPE), molecular beam vapor phase epitaxy (MBE), gas source molecular beam vapor phase epitaxy (MOMB).
E), a vapor deposition method such as a halide vapor deposition method (HDVPE) can be used. A laser device can be manufactured by growing a nitride semiconductor using these growth methods.

【0011】レーザ素子の構造としては、前記のように
活性層をn型とp型のクラッド層で挟んだダブルへテロ
構造とすることが好ましく、特に好ましくは活性層を単
一量子井戸、又は多重量子井戸等の量子井戸構造とする
ことにより高出力なレーザ素子が実現できる。
The structure of the laser element is preferably a double hetero structure in which the active layer is sandwiched between the n-type and p-type cladding layers as described above, and particularly preferably the active layer is a single quantum well, or A high-power laser device can be realized by using a quantum well structure such as a multiple quantum well structure.

【0012】InGaNを活性層としたレーザ素子の構
造としては例えば、n−GaN(コンタクト層)/n−
AlGaN/n−InGaNまたはn−GaN/InG
aN活性層/p−AlGaNまたはp−GaN/p−A
lGaN/p−GaN(コンタクト層)、あるいはn−
GaN/n−AlGaN/InGaN活性層/p−Al
GaN/p−GaN、あるいはn−AlGaN/n−A
lGaN/n−InGaN/InGaN活性層/p−A
lGaN/p−GaN、あるいはn−GaN/InGa
N活性層/p−AlGaN/p−GaN、あるいはn−
AlGaN/InGaN活性層/p−GaN/p−Al
GaN/p−GaN等の構造が挙げられる。n、pクラ
ッド層の組成は活性層の発光波長、つまり活性層の組成
に応じて、活性層と屈折率差が大きくなるように設計す
ることで変更可能である。量子井戸構造となるInGa
N活性層は井戸層の厚さが70オングストローム以下、
障壁層の厚さは150オングストローム以下にすること
が望ましい。単一量子井戸構造の場合、井戸層の厚さが
70オングストロームより厚いと出力の高い素子が得ら
れにくい傾向にある。多重量子井戸構造の場合、井戸+
障壁+井戸+障壁+井戸層の組み合わせとして、全体の
厚さを500オングストローム以下にすると、出力の高
い素子が得られる。
As a structure of a laser device using InGaN as an active layer, for example, n-GaN (contact layer) / n-
AlGaN / n-InGaN or n-GaN / InG
aN active layer / p-AlGaN or p-GaN / p-A
lGaN / p-GaN (contact layer) or n-
GaN / n-AlGaN / InGaN active layer / p-Al
GaN / p-GaN or n-AlGaN / n-A
lGaN / n-InGaN / InGaN active layer / p-A
lGaN / p-GaN or n-GaN / InGa
N active layer / p-AlGaN / p-GaN, or n-
AlGaN / InGaN active layer / p-GaN / p-Al
A structure such as GaN / p-GaN may be mentioned. The composition of the n and p clad layers can be changed by designing so that the difference in refractive index from the active layer becomes large according to the emission wavelength of the active layer, that is, the composition of the active layer. InGa with quantum well structure
The N active layer has a well layer thickness of 70 Å or less,
It is desirable that the thickness of the barrier layer be 150 angstroms or less. In the case of the single quantum well structure, if the thickness of the well layer is thicker than 70 Å, it tends to be difficult to obtain a device having a high output. In case of multiple quantum well structure, well +
When the total thickness of the combination of barrier + well + barrier + well layer is 500 angstroms or less, a device with high output can be obtained.

【0013】[0013]

【作用】本発明の方法では、窒化物半導体を成長させる
基板をスピネルとしている。スピネルはサファイアより
も結晶が柔らかいので、加工が容易であるという利点を
有している。しかも窒化物半導体を成長させた場合に、
その窒化物半導体の結晶性はサファイア基板に成長させ
たものとほぼ同等か、あるいはそれ以上に結晶性の良い
半導体層が得られる傾向にある。従ってレーザ素子とし
た場合に発振する可能性はサファイアに比べて高い。
In the method of the present invention, the substrate on which the nitride semiconductor is grown is the spinel. Since spinel has a softer crystal than sapphire, it has the advantage of being easy to process. Moreover, when a nitride semiconductor is grown,
The crystallinity of the nitride semiconductor is almost the same as that grown on the sapphire substrate, or there is a tendency that a semiconductor layer having better crystallinity can be obtained. Therefore, the possibility of oscillation when used as a laser element is higher than that of sapphire.

【0014】またサファイア基板は非常に硬く、チップ
状に切断するにはダイサーで切断することはほとんど不
可能であったが、前記のようにスピネル基板は柔らかい
のでダイサーで切断するのが容易になる。しかも、ダイ
シング時の切断面に発生する窒化物半導体層の割れ、チ
ッピング(欠け)等が極端に少なくなる。さらに、窒化
物半導体を成長させていない基板側をスクライブした
後、基板をスクライブラインで割った切断面について
も、スピネルは劈開性を有しているため切断面に窒化物
半導体層の割れ、チッピング等の欠陥の発生率が非常に
少なくなり、共振器を作製する上で非常に都合がよい。
Further, the sapphire substrate is very hard and it is almost impossible to cut it into chips by using a dicer. However, since the spinel substrate is soft as described above, it can be easily cut by a dicer. . In addition, cracking, chipping, etc. of the nitride semiconductor layer generated on the cut surface during dicing are extremely reduced. Furthermore, after scribing the side of the substrate on which the nitride semiconductor has not been grown, the cut surface obtained by dividing the substrate by the scribe line also has a cleavage property because the spinel has cleavability. The occurrence rate of defects such as is extremely reduced, which is very convenient for manufacturing a resonator.

【0015】さらに本発明の方法では、前記スピネル基
板の両切断面を研磨することにより、切断面が鏡面に近
くなり、また平行鏡に近くなって、さらに発振しやすく
なる。一方、サファイアを研磨しても平滑な面を得るこ
とは非常に難しい。これはサファイアが非常に硬いこと
による。本発明の方法で共振器となる平行鏡を形成する
には、研磨の他にドライエッチング、ウェットエッチン
グ等のエッチング手段があるが、窒化物半導体の場合、
マスク材料の選択、エッチングガスの種類等の要因によ
り、エッチングでは互いに平行で、凹凸の少ない平滑な
端面を得ることが難しい。本発明ではスピネルの研磨に
より平行鏡となる共振面の作製に成功した。
Further, in the method of the present invention, by polishing both cut surfaces of the spinel substrate, the cut surfaces become closer to a mirror surface and closer to a parallel mirror, and oscillation becomes easier. On the other hand, it is very difficult to obtain a smooth surface even if sapphire is polished. This is because sapphire is very hard. In order to form a parallel mirror which becomes a resonator by the method of the present invention, there are etching means such as dry etching and wet etching in addition to polishing, but in the case of a nitride semiconductor,
Due to factors such as the selection of mask material and the type of etching gas, it is difficult to obtain smooth end faces that are parallel to each other and have few irregularities by etching. In the present invention, polishing of spinel succeeded in producing a resonance surface which becomes a parallel mirror.

【0016】[0016]

【実施例】以下図面を基に本発明の方法について説明す
る。図1は本発明の方法により得られたレーザ素子の形
状を示す斜視図であり、図2は図1のレーザ素子の構造
を示す模式的な断面図である。これらの素子は電極スト
ライプ型のレーザ素子を示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The method of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a perspective view showing the shape of a laser device obtained by the method of the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view showing the structure of the laser device of FIG. These elements are electrode stripe type laser elements.

【0017】スピネル(MgAl24)の(111)面
を露出した2インチφの単結晶スピネル基板1の上に、
MOVPE反応装置を用いて、Siドープn型GaNよ
りなるn型コンタクト層2を4μm、Siドープn型A
l0.4Ga0.6Nよりなるn型クラッド層3を0.5μ
m、SiドープIn0.05Ga0.95Nよりなるn型光ガイ
ド層4を0.2μm、膜厚30オングストロームの単一
量子井戸構造を有するノンドープIn0.2Ga0.8Nより
なる活性層5、Mgドープp型Al0.05Ga0.95Nより
なるp型光ガイド層6を0.2μm、Mgドープp型A
l0.4Ga0.6Nよりなるp型クラッド層7を0.5μ
m、順に成長させる。
On a 2-inch φ single crystal spinel substrate 1 in which the (111) plane of spinel (MgAl 2 O 4 ) is exposed,
Using a MOVPE reactor, the n-type contact layer 2 made of Si-doped n-type GaN was 4 μm, and Si-doped n-type A was used.
0.5 μ of n-type clad layer 3 made of 0.4 Ga0.6 N
m, an n-type optical guide layer 4 made of Si-doped In0.05Ga0.95N 0.2 μm, an active layer 5 made of non-doped In0.2Ga0.8N having a single quantum well structure with a film thickness of 30 Å, Mg-doped p-type The p-type optical guide layer 6 made of Al0.05Ga0.95N is 0.2 μm, and the Mg-doped p-type A
0.5 μ of p-type clad layer 7 made of 0.4 Ga0.6 N
m, grow in order.

【0018】次にウェーハを装置から取り出し、p型ク
ラッド層7の表面にフォトリソグラフィー技術を用い
て、幅5μmのストライプ状のSiO2よりなる保護膜
を成長させる。この保護膜は窒化物半導体を選択成長さ
せるための保護膜となり、保護膜除去後は活性層に電流
を集中させることができる。
Next, the wafer is taken out of the apparatus, and a protective film made of SiO 2 in a stripe shape having a width of 5 μm is grown on the surface of the p-type cladding layer 7 by using a photolithography technique. This protective film serves as a protective film for selectively growing the nitride semiconductor, and after removing the protective film, current can be concentrated in the active layer.

【0019】次に、保護膜が形成されたウェーハを再び
反応装置に設置し、この保護膜を介して、先ほどのp型
クラッド層7の表面にSiドープn型GaNよりなるn
型電流阻止層8を成長させる。このn型GaN層はp型
クラッド層7の表面には成長するが、前述の保護膜の表
面には成長しない。
Next, the wafer on which the protective film is formed is placed again in the reactor, and the surface of the p-type clad layer 7 as described above is made of n-type GaN made of Si-doped n-type GaN via the protective film.
The type current blocking layer 8 is grown. This n-type GaN layer grows on the surface of the p-type cladding layer 7, but does not grow on the surface of the protective film described above.

【0020】電球狭窄層8成長後、ウェーハを反応容器
から取り出し、フッ酸でSiO2保護膜を溶解除去す
る。その後ウェーハを反応容器に設置し、最後に電球狭
窄層8の上にMgドープp型GaNよりなるp型コンタ
クト層9を0.5μm成長させる。
After the bulb constricting layer 8 is grown, the wafer is taken out of the reaction vessel and the SiO 2 protective film is dissolved and removed with hydrofluoric acid. After that, the wafer is placed in a reaction vessel, and finally, a p-type contact layer 9 made of Mg-doped p-type GaN is grown to 0.5 μm on the bulb confinement layer 8.

【0021】次に、ウェーハを反応容器より取り出した
後、p型コンタクト層9の表面に再度保護膜を形成し
て、エッチング装置で窒化物半導体層をn型コンタクト
層2が露出するまでエッチングする。エッチングで露出
されたn型コンタクト層2は負電極を形成すべき面とな
り、保護膜を除去したp型GaN層は、正電極を形成す
べき面となる。さらにp型コンタクト層9のほぼ全面に
はNiとAuを含む正電極を形成し、n型コンタクト層
2の表面には、TiとAlを含むストライプ状の負電極
を形成する。本発明の方法は電極ストライプ型のレーザ
素子を作製することが望ましく、そのストライプ状電極
に対して直交する切断面を共振器とする。
Next, after taking out the wafer from the reaction container, a protective film is formed again on the surface of the p-type contact layer 9, and the nitride semiconductor layer is etched by an etching apparatus until the n-type contact layer 2 is exposed. . The n-type contact layer 2 exposed by etching becomes the surface on which the negative electrode should be formed, and the p-type GaN layer from which the protective film was removed becomes the surface on which the positive electrode should be formed. Further, a positive electrode containing Ni and Au is formed on almost the entire surface of the p-type contact layer 9, and a striped negative electrode containing Ti and Al is formed on the surface of the n-type contact layer 2. In the method of the present invention, it is desirable to manufacture an electrode stripe type laser device, and a cut surface orthogonal to the stripe electrode is used as a resonator.

【0022】以上のようにして、同一面側に正と負の電
極を形成したウェーハをスクライバーに設置し、窒化物
半導体を形成していない基板面を、ストライプ電極と直
交する方向で500μmピッチでスクライブする。この
方向でウェーハを割った面が共振器となる。ウェーハを
ローラで押し割り、共振面が露出したバー(ber)を得
る。切断したチップの共振器面の窒化物半導体層の欠
け、割れはほとんどなく、凹凸は100オングストロー
ム以下であり、2インチφの基板からの不良率は5%以
下であった。
As described above, the wafer on which the positive and negative electrodes are formed on the same side is set on the scriber, and the substrate surface on which the nitride semiconductor is not formed is arranged at a pitch of 500 μm in the direction orthogonal to the stripe electrodes. Scribe. The plane that divides the wafer in this direction becomes the resonator. The wafer is pushed down by the rollers to obtain a bar (ber) with an exposed resonance surface. The nitride semiconductor layer on the resonator surface of the cut chip was scarcely cracked or cracked, the unevenness was 100 angstroms or less, and the defect rate from the 2-inch φ substrate was 5% or less.

【0023】次に、切断により共振面が露出された窒化
物半導体バーを研磨治具に挿着し、共振面を、アルミナ
スラリーでポリッシングして鏡面状とする。またその研
磨面と対向する面も同様にして研磨して、対向する切断
面同士を平行鏡として共振器を作製する。この研磨によ
り共振器面の凹凸は50オングストローム以下となる。
Next, the nitride semiconductor bar, the resonance surface of which is exposed by cutting, is inserted into a polishing jig, and the resonance surface is mirror-polished with alumina slurry. The surface opposite to the polished surface is also polished in the same manner, and the cut surfaces facing each other are used as parallel mirrors to manufacture a resonator. By this polishing, the unevenness of the cavity surface is reduced to 50 angstroms or less.

【0024】研磨した半導体バーを治具からはずし、ス
パッタ装置に移送して、前述の両研磨面にTiO2、A
23よりなる誘電体多層膜を形成する。誘電体多層膜
にはこの他Si、SiOX等の材料が使用可能である。
これらの材料は紫外、青色領域に吸収が少なく、互いの
材料の屈折率差が大きいので、窒化物半導体を利用した
青色レーザ、紫外レーザ素子の共振器面に形成する誘電
体多層膜に適している。
The polished semiconductor bar is removed from the jig and transferred to a sputtering device, where TiO 2 , A
A dielectric multilayer film made of l 2 O 3 is formed. The dielectric multilayer film The other Si, materials such as SiO X can be used.
Since these materials have little absorption in the ultraviolet and blue regions and have a large difference in refractive index between the materials, they are suitable for blue lasers using nitride semiconductors and dielectric multilayer films formed on the cavity surface of ultraviolet laser devices. There is.

【0025】次に、共振面に誘電体多層膜を形成したバ
ーのn電極ピッチに沿って、基板側からダイサーでチッ
プ状に切断して350μm×500μmのレーザ素子と
する。切断後の素子の構造を示す断面図が図2であり、
図2の素子の形状を示す斜視図が図1である。
Next, along the n-electrode pitch of the bar having the dielectric multilayer film formed on the resonance surface, the substrate is cut into chips with a dicer to form a laser element of 350 μm × 500 μm. FIG. 2 is a sectional view showing the structure of the element after cutting,
FIG. 1 is a perspective view showing the shape of the element shown in FIG.

【0026】以上のようにして作製した窒化物半導体レ
ーザ素子をヒートシンクに設置し、電極間に電流を流す
と、電流密度700mA/cm2で発振出力5mW、波長
450nmのレーザ発振が観測された。
When the nitride semiconductor laser device manufactured as described above was placed on a heat sink and a current was passed between the electrodes, laser oscillation with a current density of 700 mA / cm 2 and an oscillation output of 5 mW and a wavelength of 450 nm was observed.

【0027】[実施例2]実施例1においてウェーハを
バー状に切断する際、ダイサーを用いる他は同様にし
て、ウェーハを切断する。なお、ダイシングによる共振
面は窒化物半導体の欠け、割れは見られなかったが、凹
凸は100オングストローム以上あった。この凹凸は後
の研磨により50オングストローム以下となり、レーザ
素子とした際に、実施例1の素子と同様に電流密度70
0mA/cm2で同一の発振を示した。
[Embodiment 2] The wafer is cut in the same manner as in Embodiment 1 except that a dicer is used when cutting the wafer into bars. It should be noted that, although no chipping or cracking of the nitride semiconductor was observed on the resonance surface due to dicing, the unevenness was 100 angstroms or more. These irregularities are reduced to 50 angstroms or less by the subsequent polishing, and when used as a laser device, the current density is 70 as in the device of Example 1.
The same oscillation was shown at 0 mA / cm 2 .

【0028】[実施例3]実施例1において窒化物半導
体層を成長させる際、活性層5の組成を次の通りの多重
量子井戸構造とする。まず井戸層としてIn0.2Ga0.8
Nを20オングストローム、次に障壁層としてIn0.05
Ga0.0.95N層を70オングストローム、次に井戸層+
障壁層+井戸層というように5層構造の総膜厚200オ
ングストロームの活性層とする。後は実施例1と同様に
してレーザ素子を作製したところ、同じく電流密度70
0mA/cm2で発振出力6mW、波長440nmの発振
を示した。
[Embodiment 3] When a nitride semiconductor layer is grown in Embodiment 1, the active layer 5 is made to have the following multiple quantum well structure. First, as a well layer, In0.2Ga0.8
N 20 angstrom, then In0.05 as a barrier layer
Ga 0.0.95N layer 70 Å, then well layer +
An active layer having a total film thickness of 200 Å having a five-layer structure such as a barrier layer and a well layer. After that, when a laser element was manufactured in the same manner as in Example 1, the current density was 70%.
The oscillation output was 6 mW at 0 mA / cm 2 , and oscillation at a wavelength of 440 nm was exhibited.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると共
振器面の凹凸、欠け、割れがほとんどないレーザチップ
を得ることができるので、窒化物半導体で短波長領域に
おいて初めてレーザ発振を示す素子を実現できる。短波
長レーザ素子は書き込み用、読みとり用光源として、飛
躍的に容量を増大させることができるので、その産業上
の利用価値は非常に大きい。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a laser chip with almost no unevenness, chipping or cracks on the cavity surface. Therefore, a nitride semiconductor device which exhibits laser oscillation for the first time in the short wavelength region. Can be realized. Since the short wavelength laser element can dramatically increase the capacity as a light source for writing and reading, its industrial utility value is very large.

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

【図1】 本発明の一実施例に係るレーザ素子の形状を
示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing the shape of a laser element according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1のレーザ素子の構造を示す模式的な断面
図。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the laser device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・スピネル基板 2・・・・n型コンタクト層 3・・・・n型クラッド層 4・・・・n型光ガイド層 5・・・・活性層 6・・・・p型光ガイド層 7・・・・p型クラッド層 8・・・・n型電流阻止層 9・・・・p型コンタクト層 1 ... Spinel substrate 2 ... N-type contact layer 3 ... N-type cladding layer 4 ... N-type optical guide layer 5 ... Active layer 6 ... P-type optical guide layer 7 ... P-type cladding layer 8 ... N-type current blocking layer 9 ... P-type contact layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−152072(JP,A) 特開 昭49−53388(JP,A) 1995年春季第42回応用物理学関係連合 講演会予稿集,1995年,28p−ZH−12 1995年度電気関係学会東海支部連合大 会講演論文集,1995年,p.149 Appl.Phys.Lett. , 1995年,67[17],p.2521−2523 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50 H01L 33/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-152072 (JP, A) JP-A-49-53388 (JP, A) Proceedings of 42nd Symposium on Applied Physics, Spring 1995, 1995, 28p-ZH-12 Proceedings of the 1995 Tokai Branch Union Conference of the Institute of Electrical Engineers of Japan, 1995, p. 149 Appl. Phys. Lett. 1995, 67 [17], p. 2521-2523 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01S 5/00-5/50 H01L 33/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上に窒化物半導体が積層されて、対
向する窒化物半導体端面を共振器とする窒化物半導体レ
ーザ素子において、 前記基板がスピネルよりなり、さらに前記共振器はスピ
ネル基板に積層された窒化物半導体ウェーハが切断され
た切断面であって、該切断面は研磨により平滑面とされ
ており、共振器面には、TiO2、Al2O3、Si、
SiOxよりなる群から選ばれる少なくとも1つを材料
とする誘電体多層膜が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。
1. A nitride semiconductor laser device in which a nitride semiconductor is laminated on a substrate, and the opposing nitride semiconductor end faces serve as resonators, wherein the substrate is made of spinel, and the resonator is laminated on a spinel substrate. The cut nitride semiconductor wafer is a cut surface, and the cut surface is polished to be a smooth surface.
And the resonator surface has TiO2, Al2O3, Si,
The material is at least one selected from the group consisting of SiOx
A nitride semiconductor laser device having a dielectric multilayer film formed thereon.
【請求項2】 前記共振器面の窒化物半導体層の凹凸は
50オングストローム以下であ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. The nitride semiconductor laser device according to claim 1, wherein the unevenness of the nitride semiconductor layer on the cavity facet is 50 angstroms or less.
JP27522095A 1995-10-24 1995-10-24 Nitride semiconductor laser device Expired - Fee Related JP3484842B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27522095A JP3484842B2 (en) 1995-10-24 1995-10-24 Nitride semiconductor laser device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27522095A JP3484842B2 (en) 1995-10-24 1995-10-24 Nitride semiconductor laser device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09116232A JPH09116232A (en) 1997-05-02
JP3484842B2 true JP3484842B2 (en) 2004-01-06

Family

ID=17552384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27522095A Expired - Fee Related JP3484842B2 (en) 1995-10-24 1995-10-24 Nitride semiconductor laser device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3484842B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3060973B2 (en) 1996-12-24 2000-07-10 日本電気株式会社 Manufacturing method of gallium nitride based semiconductor laser using selective growth method and gallium nitride based semiconductor laser
JP3957359B2 (en) * 1997-05-21 2007-08-15 シャープ株式会社 Gallium nitride compound semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same
JP5743127B2 (en) 2005-06-01 2015-07-01 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア Method and apparatus for growth and fabrication of semipolar (Ga, Al, In, B) N thin films, heterostructures and devices

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1995年度電気関係学会東海支部連合大会講演論文集,1995年,p.149
1995年春季第42回応用物理学関係連合講演会予稿集,1995年,28p−ZH−12
Appl.Phys.Lett. ,1995年,67[17],p.2521−2523

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09116232A (en) 1997-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100679387B1 (en) Nitride semiconductor laser devise and manufacturing method thereof
EP1496584B1 (en) Nitride semiconductor laser device and method of manufacturing the nitride semiconductor laser device
WO2005006506A1 (en) Nitride semiconductor laser element
JP4665394B2 (en) Nitride semiconductor laser device
JP3336599B2 (en) Nitride semiconductor laser device
JP4097343B2 (en) Manufacturing method of nitride semiconductor laser device
JP3484842B2 (en) Nitride semiconductor laser device
JP3502527B2 (en) Nitride semiconductor laser device
JP3101997B2 (en) Nitride semiconductor laser device
JP5010096B2 (en) Nitride semiconductor laser device and LD device using the same
JP3537977B2 (en) Method of manufacturing nitride semiconductor laser device
JP2005101536A (en) Nitride semiconductor laser element
JP3379619B2 (en) Nitride semiconductor laser device
JP4032836B2 (en) Nitride semiconductor laser device
JP3476636B2 (en) Nitride semiconductor laser device
JP3307218B2 (en) Method for manufacturing nitride semiconductor laser device
JP3129384B2 (en) Nitride semiconductor laser device
JP4931271B2 (en) Nitride semiconductor element and light emitting device using the same
JP3218963B2 (en) Nitride semiconductor laser device and method of manufacturing the same
JP3885092B2 (en) Nitride semiconductor laser device and method for fabricating resonant surface thereof
JPH09260771A (en) Nitride semiconductor laser element and its manufacture
JP4430689B2 (en) Manufacturing method of nitride semiconductor laser device
KR200318416Y1 (en) Nitride Semiconductor Laser Device
JP4197891B2 (en) Nitride semiconductor laser device
JP4370751B2 (en) Nitride semiconductor laser device and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081024

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081024

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091024

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091024

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091024

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101024

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101024

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees