JP4535997B2 - 窒化物半導体レーザ素子およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1の実施形態について、図1〜10を用いて説明する。図1は第1の実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子の斜視図、図2は第1の実施形態に係る窒化物半導体積層部周辺の部分正面図、図3〜9は第1の実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子の製造方法を示す部分断面図および部分斜視図、図10は第1の実施形態に係るウエハの部分平面図である。
本発明の第2の実施形態について、図11および図12を用いて説明する。図11は第2の実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子の斜視図、図12は第2の実施形態に係るウエハの部分平面図である。第2の実施形態は、p側電極が基板の上方の全面にではなく、導波路上およびその近傍にのみ設けられている点以外は第1の実施形態と同じであり、実質上同一の部分には同一の符号を付してある。また、製造方法も第1の実施形態とほぼ同じである。
本発明の第3の実施形態について、図15を用いて説明する。図15は第3の実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子の斜視図である。第3の実施形態は、p側電極をp側コンタクト電極とし、絶縁膜、p側コンタクト電極および端部電極保護層上にパッド電極が設けられている点以外は第2の実施形態と同じであり、実質上同一の部分には同一の符号を付してある。また、製造方法は第1の実施形態とほぼ同じである。
本発明の第4の実施形態について、図16を用いて説明する。図16は第4の実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子の斜視図である。第4の実施形態は、パッド電極が窒化物半導体レーザ素子の上面の中央部分にのみ設けられている点以外は第3の実施形態と同じであり、実質上同一の部分には同一の符号を付してある。また、製造方法も第3の実施形態とほぼ同じである。
本発明の第5の実施形態について、図17を用いて説明する。図17は第5の実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子10の斜視図である。第5の実施形態は、パッド電極19が端部電極保護層18とともにp側コンタクト電極16の上面全体を覆うように設けられている点、およびp側コンタクト電極16の厚みが異なる以外は第4の実施形態と同様であり、実質上同一の部分には同一の符号を付してある。また、製造方法も第4の実施形態とほぼ同じである。
本発明の第6の実施形態について、図18および図19を用いて説明する。図18は第6の実施形態に係る窒化物半導体レーザ素子の斜視図、図19は図18のE−E断面図である。第6の実施形態は、パッド電極19の、金ワイヤのボンディングを行う部位の直下に端部電極保護層18と同じ構成の膜が設けられている点が異なる以外は第5の実施形態と同様であり、実質上同一の部分には同一の符号を付してある。また、製造方法も第5の実施形態とほぼ同じである。
また、第1〜第6の実施形態のn側電極17は、厚さ500ÅのTiおよび厚さ2000ÅのAlを順に積層したとの2層構造であったが、Tiに代えてHfやVでも、またAlに代えてAuでも、また厚さがこれらの実施形態の通りでなくても、またこれらの金属の上に、さらに別の金属層が形成された3層以上の構造を有する形態であってもよい。
11 n型GaN基板
12 導波路
13 劈開面
14 劈開面
15 絶縁層
15a 開口部
16 p側電極、p側コンタクト電極
17 n側電極
18 端部電極保護層
18a 補強層
19 パッド電極
19a ワイヤ接合部
20 窒化物半導体積層部
30 ウエハ
31 劈開位置
32 分割位置
41 第1のレジストマスク
42 第2のレジストマスク
Claims (12)
- 基板と、この基板上に複数の窒化物半導体層が積層されてなり、リッジストライプ状の導波路が設けられた窒化物半導体積層部と、前記窒化物半導体積層部上に形成され、前記導波路の上部に開口部を有する絶縁層と、前記導波路および前記絶縁層の上部に設けられた第1の電極と、前記導波路の長手方向に対して垂直な共振器端面を備える窒化物半導体レーザ素子において、
前記第1の電極の前記共振器の両端面側上部に、前記共振器端面と同一面上に端面を有する絶縁性の端部電極保護層をそれぞれ独立して設け、
前記端部電極保護層および前記絶縁層が1以上の層からなり、それぞれの前記第1の電極に接する層が同一の材料からなるものであることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。 - 前記端部電極保護層および前記絶縁層が、2以上の層からなり、かつ、その積層方向の構造が前記第1の電極に関して対称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。
- 前記第1の電極の厚さが30Å以上1000Å以下であることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子。
- 前記端部電極保護層が、前記第1の電極と接し、さらに前記第1の電極の、前記導波路の長手方向に対して垂直な方向の少なくとも片側で前記絶縁層に接することを特徴とする請求項1〜3に記載の窒化物半導体レーザ素子。
- 前記第1の電極および前記絶縁層の上部に第2の電極を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子。
- 前記端部電極保護層、前記第1の電極および前記絶縁層の上部に第2の電極を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子。
- 前記第2の電極が、端面を前記共振器端面よりも内側に有することを特徴とする請求項6に記載の窒化物半導体レーザ素子。
- 前記第2の電極が窒化物半導体レーザ素子の外部との電気的接合に用いるワイヤを接合するワイヤ接合部を有し、前記ワイヤ接合部において前記第2の電極の下方に前記端部電極保護層と同一の構成の補強層を備えることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子。
- 基板上に複数の窒化物半導体層を積層して窒化物半導体積層部を形成する第1ステップと、
前記第1ステップで形成した前記窒化物半導体積層部の上面にストライプ状の第1のマスク層を形成する第2ステップと、
前記窒化物半導体積層部の上部の、前記第2ステップで形成した前記第1のマスク層に覆われていない部分をエッチングすることによって前記窒化物半導体積層部にリッジストライプ状の導波路を形成する第3ステップと、
前記第1のマスク層を含めた、前記第3ステップでエッチングした前記窒化物半導体の上部に1以上の層からなる絶縁層を形成する第4ステップと、
前記第1のマスク層上の前記第4ステップで形成した前記絶縁層と前記第1のマスク層とを除去して前記絶縁層に開口部を設ける第5ステップと、
前記第5ステップで開口部が設けられた前記絶縁層および前記窒化物半導体積層部の上部に第1の電極を形成する第6ステップと、
前記絶縁層および前記第6ステップで形成した前記第1の電極の上部に、前記導波路の長手方向に垂直な劈開位置近傍を除いて第2のマスク層を形成する第7ステップと、
前記第2のマスク層、前記第1の電極および前記絶縁層の露出している部分に、1以上の層からなり、前記第1の電極に接する層が前記絶縁層の前記第1の電極に接する層と同一の材料からなる前記端部電極保護層を形成する第8ステップと、
前記第8ステップで形成した前記第2のマスク層上の端部電極保護層と前記第2のマスク層とを除去する第9ステップと、
前記第9ステップで前記第2のマスク層を除去した後、残った前記端部電極保護層を含む、前記導波路の長手方向に垂直な劈開位置で、前記基板、前記窒化物半導体積層部を、前記第1の電極、前記絶縁層および前記端部電極保護層ともども劈開する第10ステップと、を備える、窒化物半導体レーザ素子の製造方法。 - 前記第10ステップは、前記第9ステップで前記第2のマスク層を除去した後、前記端部電極保護層、前記第1の電極および前記絶縁層の上部に第2の電極を設けるステップと、前記端部電極保護層を含む、前記導波路の長手方向に垂直な劈開位置で、前記基板、前記窒化物半導体積層部を、前記絶縁層、前記第1の電極および前記端部電極保護層ともども劈開するステップとからなる、請求項9に記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
- 前記第10ステップは、前記第9ステップで前記第2のマスク層を除去した後、前記端部電極保護層、前記第1の電極および前記絶縁層の上部に、前記導波路の長手方向に垂直な劈開位置近傍を除いて第2の電極を設けるステップと、前記端部電極保護層を含む、前記導波路の長手方向に垂直な劈開位置で、前記基板、前記窒化物半導体積層部を、前記絶縁層、前記第1の電極および前記端部電極保護層ともども劈開するステップとからなる、請求項9に記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
- 前記第7ステップにおいて、前記絶縁層および前記第6ステップで形成した前記第1の電極の上部に、前記導波路の長手方向に垂直な劈開位置近傍および窒化物半導体レーザ素子の外部との電気的接合に用いるワイヤを接合するワイヤ接合部となる位置の下方を除いて第2のマスク層を形成し、
前記第10ステップにおいて、前記ワイヤ接合部となる位置にも前記第2の電極を形成する、請求項9〜11のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
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