JP5039343B2 - キャビティ内コンタクトのための高融点金属ＥＬＯＧマスクを備えているＧａＮレーザ - Google Patents

キャビティ内コンタクトのための高融点金属ＥＬＯＧマスクを備えているＧａＮレーザ Download PDF

Info

Publication number
JP5039343B2
JP5039343B2 JP2006243833A JP2006243833A JP5039343B2 JP 5039343 B2 JP5039343 B2 JP 5039343B2 JP 2006243833 A JP2006243833 A JP 2006243833A JP 2006243833 A JP2006243833 A JP 2006243833A JP 5039343 B2 JP5039343 B2 JP 5039343B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refractory metal
metal layer
semiconductor layers
active region
layer
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
JP2006243833A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007081399A5 (ja
JP2007081399A (ja
Inventor
デイビッド・ボアー
スコット・ダブリュー・コーザイン
Original Assignee
アバゴ・テクノロジーズ・イーシービーユー・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド
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 アバゴ・テクノロジーズ・イーシービーユー・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド filed Critical アバゴ・テクノロジーズ・イーシービーユー・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド
Publication of JP2007081399A publication Critical patent/JP2007081399A/ja
Publication of JP2007081399A5 publication Critical patent/JP2007081399A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5039343B2 publication Critical patent/JP5039343B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34333—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer based on Ga(In)N or Ga(In)P, e.g. blue laser
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
    • H01S5/04256—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration
    • H01S5/04257—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration having positive and negative electrodes on the same side of the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2304/00—Special growth methods for semiconductor lasers
    • H01S2304/12—Pendeo epitaxial lateral overgrowth [ELOG], e.g. for growing GaN based blue laser diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18308—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18308—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement
    • H01S5/18322—Position of the structure
    • H01S5/1833—Position of the structure with more than one structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18341—Intra-cavity contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18361—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors
    • H01S5/18369—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors based on dielectric materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/2004—Confining in the direction perpendicular to the layer structure
    • H01S5/2009—Confining in the direction perpendicular to the layer structure by using electron barrier layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

本発明は、ＧａＮ系レーザ構造に関する。
ＧａＮおよび他の窒化物系のレーザの製造には、通常、窒化物半導体材料で形成される高抵抗のキャビティ内コンタクト（接触）に関連した問題がある。この問題は、通常、ＧａＮのｐ型導電率が低いことによって起こり、その場合、通常、加熱および電圧降下を低減するために金属コンタクトを活性領域近傍に配置することが必要となる。ＧａＮレーザの必要とされる場所にその金属コンタクトを配置するには、通常用いられるエッチングプロセスを行う必要がある。
キャビティ内コンタクトの従来の問題を解決した低抵抗の、すなわち、加熱および電圧降下が低減されたレーザ構造を提供する。
本発明により、エピタキシャル層成長（ＥＬＯＧ）で高融点金属マスクを使用する。高融点金属マスクを、この高融点金属マスクが光吸収損失を最小化するようなキャビティ内コンタクトを提供するように、レーザ活性領域に対して配置する。高融点金属マスクは、選択的ＥＬＯＧのためのＳｉＯ２またはＳｉ３Ｎ４マスクの代わりに使用されるものであるが、オーミックコンタクト金属としても機能する。
図１に、本発明によるＧａＮ端面発光レーザ構造１００の一態様を示す。基板１０５は、通常、Ａｌ２Ｏ３またはＳｉＣであり、ＧａＮバッファ層１１０によってｎ−ＧａＮ層１２０から分離されている。高融点金属ＥＬＯＧマスク１３０は、ｎ−ＧａＮ層１２０の上に設けられた層である。高融点金属ＥＬＯＧマスク１３０は、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｗ、Ｒｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｄもしくは別の適切な高融点金属からなっていてよい。ＥＬＯＧ層、ｎ−ＧａＮ層１３８、ｎ−ＡｌＧａＮ下側クラッド層１４０、ＩｎＧａＮ分離閉じ込めヘテロ構造層１５０、ＩｎＧａＮ多重量子井戸１６０、電子のリークを防止するＡｌＧａＮ電子ブロック層１７０、ＩｎＧａＮ分離閉じ込めヘテロ構造層１８０、ｐ−ＡｌＧａＮ上側クラッド層１９０およびｐ−ＧａＮ層１９５が、高融点金属ＥＬＯＧマスク１３０上に設けられている。ｎ−金属コンタクト１３４は高融点金属層１３０と接触しており、これにより、ＧａＮ端面発光リッジ導波レーザ構造１００の活性領域１９９への効率のよい電流注入が行われる。ｐ−金属コンタクト１３６は、ｐ−ＧａＮ層１９５上に配置されている。
通常、ＧａＮ端面発光レーザ構造１００は、通常Ａｌ２Ｏ３またはＳｉＣである基板１０５を設け、この基板上にＧａＮバッファ層１１０を約３０ｎｍの典型的な厚みに堆積させることによって形成される。その後、図２ａに示すように、ｎ型ＧａＮ層１２０をＧａＮバッファ層１１０上に堆積させる。ｎ−ＧａＮ層１２０上に、高融点金属ＥＬＯＧマスク１３０を、スパッタリングまたは蒸着によって堆積させ、化学支援イオンビームエッチング（ＣＡＩＢＥ）または反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によってパターン形成する。続いて、高融点金属ＥＬＯＧマスク１３０を使用して、ＥＬＯＧ成長を開始して、ｎ−ＧａＮ層１３８を約１〜２μｍの典型的な厚みに成長させる。さらに、約１μｍの典型的な厚みのｎ−ＡｌＧａＮ下側クラッド層１４０、約０．１μｍの典型的な厚みのＩｎＧａＮ分離閉じ込めヘテロ構造層１５０を含む活性領域１９９、ＩｎＧａＮ多重量子井戸１６０、約２０ｎｍの典型的な厚みのＡｌＧａＮ電子ブロック層１７０、約０．１μｍの典型的な厚みのＩｎＧａＮ分離閉じ込めヘテロ構造層１８０（図１参照）、約０．５μｍの典型的な厚みのｐ−ＡｌＧａＮ上側クラッド層１９０、約０．１μｍの典型的な厚みのｐ型ＧａＮ層１９５を成長させる。
図２ｄに、通常、ＣＡＩＢＥまたはＲＩＥによって行われるエッチングを示す。この図によれば、ｐ−ＧａＮ層１９５を貫通してｐ−ＡｌＧａＮ上側クラッド層１９０内へとエッチングすることにより、典型的な導波構造を形成している。さらに、図２ｅに示すように、ＣＡＩＢＥまたはＲＩＥによる第２のエッチングを高融点金属層１３０へと行って、ｎ−金属コンタクト１３４のためのコンタクト領域を形成する。最後に、ｎ−金属コンタクト１３４およびｐ−金属コンタクト１３６を堆積させ、アニールする。
図３に、本発明による、下側ＤＢＲ ＥＬＯＧ（エピタキシャル横方向成長）マスクを備え、ＥＬＯＧｎ−高融点金属マスクおよびｐ−高融点金属マスクを備えているＧａＮ ＶＣＳＥＬレーザ構造３００の一態様を示す。基板３０５は、通常、Ａｌ２Ｏ３またはＳｉＣであり、約３０ｎｍの典型的な厚みのＧａＮバッファ層３１０によって、約１〜２μｍの典型的な厚みのｎ−ＧａＮ層３１５から分離されている。下側の誘電体分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）３１８は、ＧａＮバッファ層３１０上に設けられている。下側誘電体ＤＢＲ３１８上には、約３μｍの典型的な厚みのＥＬＯＧｎ−ＧａＮ層３２０が設けられており、このＥＬＯＧｎ−ＧａＮ層３２０上に、ｎ−高融点金属ＥＬＯＧマスク３３０が設けられている。ｎ−高融点金属ＥＬＯＧマスク３３０は、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｗ、Ｒｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｄもしくは別の適切な高融点金属からなっていてよい。ｎ−高融点金属ＥＬＯＧマスク３３０は、下側誘電体ＤＢＲ３１８と上側誘電体ＤＢＲ３１９との間で生じる定在波のゼロ位置に配置されることに留意されたい。ｎ−高融点金属ＥＬＯＧマスク３３０の厚みは、通常、約５０ｎｍ以下である。高融点金属ＥＬＯＧマスク３３０上には、約１〜２μｍの厚みのＥＬＯＧ層ｎ−ＧａＮ３４０、ＩｎＧａＮ多重量子井戸活性領域３４５、約２０ｎｍの典型的な厚みのｐ−ＡｌＧａＮ層３４６、および約１μｍ〜約２μｍの典型的な厚みのｐ−ＧａＮ層３５０が設けられている。ｐ−ＧａＮ層３５０上には、ｐ−高融点金属ＥＬＯＧマスク３２１が設けられている。ｐ−高融点金属ＥＬＯＧマスク３２１は、下側誘電体ＤＢＲ３１８と上側誘電体ＤＢＲ３１９との間で生じる定在波のゼロ位置に配置されることに留意されたい。ｐ−高融点金属ＥＬＯＧマスク３２１の厚みは、通常、５０ｎｍ以下である。ｐドープされた高融点金属ＥＬＯＧマスク３２１は、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｗ、Ｒｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｄもしくは別の適切な高融点金属からなっていてよい。ｐドープされた高融点金属ＥＬＯＧマスク３２１上には、約１〜５μｍの典型的な厚みのｐ−ＧａＮ層３６０が設けられており、上側誘電体ＤＢＲ３１９がそのさらに上に設けられている。ｎ−金属コンタクト３３４はｎ−高融点金属層３３０に接触しており、ｐ−高融点金属３３６はｐ−高融点金属層に接触しており、これにより、ＶＣＳＥＬ構造３００への効率のよい電流注入が行われる。
通常、ＧａＮ ＶＣＳＥＬ構造３００は、通常Ａｌ２Ｏ３またはＳｉＣである基板３０５を設け、その基板上に、ＧａＮバッファ層３１０を約３０ｎｍの典型的な厚みに堆積させることによって形成される。次に、図４ａに示すように、ＧａＮバッファ層３１０上に、平坦なｎ−ＧａＮ層３１５を約１μｍ〜２μｍに堆積させる。続いて、図４ｂに示すように、下側誘電体ＤＢＲ３１８を堆積させ、パターン化する。図４ｃに示すように、下側誘電体ＤＢＲ３１８は、約３μｍの典型的な厚みのｎ−ＧａＮ層３２０のＥＬＯＧのためのＥＬＯＧマスクとして機能する。次に、図４ｄに示すように、ｎ−高融点金属ＥＬＯＧマスク３３０を堆積させ、パターン化する。図４ｅを参照すると、ｎ−高融点金属マスク３３０を利用して、約１μｍ〜約２μｍの典型的な厚みのｎ−ＧａＮ層３４０、ＩｎＧａＮ多重量子井戸活性領域３４５、約２０ｎｍの典型的な厚みのｐ−ＡｌＧａＮ層３４６、およびｐ−ＧａＮ層３５０をＥＬＯＧ成長させている。図４ｆに示すように、ｐドープされたＧａＮ層３５０を成長させた後、ｐドープされたＧａＮ層３５０上にｐ−高融点金属ＥＬＯＧマスク３２１を堆積させる。次に、図４ｇに示すように、ｐ−高融点金属ＥＬＯＧマスク３２１を利用して、ｐドープされたＧａＮ層３６０のＥＬＯＧを行い、約１〜５μｍの典型的な厚みとする。さらに、ｐドープされたＧａＮ層３６０上に、上側ＤＢＲ３１９を堆積させ、エッチングする。最後に、図４ｉに示すように、高融点金属層３３０および３２１へとエッチングを行い、そのエッチングを行った場所に、ｎ−電極３３４およびｐ−電極３３６をそれぞれ堆積させる。
図５に、本発明によるＧａＮ ＶＣＳＥＬレーザ構造５００の一態様を示す。この構造５００は、ＥＬＯＧｐ−高融点金属マスクを備えており、レーザリフトオフまたは別の適切な技術によって基板を除去した後、ｎ−ＧａＮ層上に堆積させた下側ＤＢＲを使用している。約４μｍの典型的な厚みのｎ−ＧａＮ層５２０は、下側ＤＢＲ５１８と並んで底面上に取り付けられたｎ−コンタクト５３４を有している。ＩｎＧａＮ多重量子井戸活性領域５４５は、ｎ−ＧａＮ層上に設けられており、ＩｎＧａＮ多重量子井戸活性領域５４５上には約２０ｎｍの典型的な厚みのＡｌＧａＮ層５４６が設けられている。ＡｌＧａＮ層５４６上には、約０．２μｍの典型的な厚みのｐ−ＧａＮ層５４７が設けられている。ｐ−高融点金属ＥＬＯＧマスク５３５は、約１〜４μｍの典型的な厚みのｐ型ＧａＮ層５４７上に設けられており、ｐ−高融点金属ＥＬＯＧマスク５３５上には、約１〜４μｍの典型的な厚みのＥＬＯＧｐ−ＧａＮ層５６０が設けられている。ｐ−高融点金属ＥＬＯＧマスク５３５が、下側誘電体ＤＢＲ５１８と上側誘電体ＤＢＲ５１９との間で生じる定在波のゼロ位置に配置されていることに留意されたい。ｐ−高融点金属ＥＬＯＧマスク３２１の厚みは、通常、約５０ｎｍ以下である。上側ＤＢＲミラー５１９は、ＥＬＯＧｐ−ＧａＮ層５６０上に載置されており、ｐ−電極５３６は、ｐ−高融点金属層５３５に取り付けられている。
通常、ＧａＮ ＶＣＳＥＬ構造５００は、通常Ａｌ２Ｏ３またはＳｉＣである基板５０５を設け、その基板上にＧａＮバッファ層５１０を約３０ｎｍの典型的な厚みに堆積させることによって形成することができる。図６ａに示すように、約４μｍの典型的な厚みのＧａＮ層５２０、ＩｎＧａＮ多重量子井戸活性領域５４５、約２０ｎｍの典型的な厚みのＡｌＧａＮ層５４６、約０．２〜２μｍの典型的な厚みのｐ−ＧａＮ層５４７を平坦に成長させる。図６ｂに示すように、ｐ−ＧａＮ層５４７上にｐ−高融点金属ＥＬＯＧマスク５３５を堆積させ、パターン形成する。続いて、図６ｃに示すように、ｐ−ＧａＮ層５６０のＥＬＯＧ成長を、約１〜約４μｍの典型的な厚みにまで行う。図６ｄに示すように、上側ＤＢＲ５１９をｐ−ＧａＮ層５６０上に堆積させ、パターン形成する。基板５０５を、レーザリフトオフにより実質的に除去して、図６ｅに示すＶＣＳＥＬ構造を残す。図６ｆに示すように、下側ＤＢＲ５１８をＧａＮバッファ層５１０の底部上に堆積させ、パターン形成する。最後に、ｐ−ＧａＮ層５６０を貫通してｐ−高融点ＥＬＯＧ金属マスク５３５へと、ＲＩＥまたはＣＡＩＢＥエッチングを行い、ｐ−電極５３６をｐ−高融点ＥＬＯＧ金属マスク５３５上に、ｎ−電極５３４をＧａＮバッファ層５１０の底部上に堆積させる。
本発明による端面発光装置における一態様を示す図である。 図１に示す態様を形成するための一ステップを示す図である。 図１に示す態様を形成するための一ステップを示す図である。 図１に示す態様を形成するための一ステップを示す図である。 図１に示す態様を形成するための一ステップを示す図である。 図１に示す態様を形成するための一ステップを示す図である。 図１に示す態様を形成するための一ステップを示す図である。 本発明によるＶＣＳＥＬにおける一態様を示す図である。 図３に示す態様を形成するための一ステップを示す図である。 図３に示す態様を形成するための一ステップを示す図である。 図３に示す態様を形成するための一ステップを示す図である。 図３に示す態様を形成するための一ステップを示す図である。 図３に示す態様を形成するための一ステップを示す図である。 図３に示す態様を形成するための一ステップを示す図である。 図３に示す態様を形成するための一ステップを示す図である。 図３に示す態様を形成するための一ステップを示す図である。 図３に示す態様を形成するための一ステップを示す図である。 本発明によるＶＣＳＥＬにおける別の態様を示す図である。 図５に示す態様を形成するための一ステップを示す図である。 図５に示す態様を形成するための一ステップを示す図である。 図５に示す態様を形成するための一ステップを示す図である。 図５に示す態様を形成するための一ステップを示す図である。 図５に示す態様を形成するための一ステップを示す図である。 図５に示す態様を形成するための一ステップを示す図である。 図５に示す態様を形成するための一ステップを示す図である。
符号の説明
３１８、３１９ 分布ブラッグ反射器
３３０、３２１ 高融点金属層
３３４ ｎ型コンタクト、電極
３３６ ｐ型コンタクト、電極
３４５ 多重量子井戸活性領域

Claims (17)

  1. 複数の半導体層と、
    前記複数の半導体層によって囲まれた活性領域と、
    前記活性領域の対向する両側に配置されている上側反射器および下側反射器と、
    前記複数の半導体層の少なくとも１つと平行に設けられかつ該複数の半導体層の少なくとも１つ内に延びている第１の高融点金属層であって、前記活性領域の第１の側に設けられている第１の高融点金属層と、
    前記第１の高融点金属層に電気的に結合している第１の金属コンタクトとを備えていおり、
    前記第１の高融点金属層が、前記上側反射器および下側反射器との間で発生可能な定在波のゼロ位置に配置されている、窒化物半導体レーザ構造。
  2. 前記高融点金属層が、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｗ、Ｒｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、ＮｉおよびＰｄからなる群から選択される高融点金属を含む、請求項１に記載の構造。
  3. 前記第１の金属コンタクトが、ｎ型金属コンタクトである、請求項１に記載の構造。
  4. 前記複数の半導体層の少なくとも１つと平行に設けられかつ該複数の半導体層の少なくとも１つ内に延びている第２の高融点金属層をさらに備えており、該第２の高融点金属層が、前記活性領域の第２の側上に配置されている、請求項１に記載の構造。
  5. 前記第２の高融点金属層に電気的に結合している第２の金属コンタクトをさらに備えている、請求項４に記載の構造。
  6. 前記第２の金属コンタクトが、ｐ型金属コンタクトである、請求項５に記載の構造。
  7. 前記複数の半導体層がその上に設けられている基板をさらに備えている、請求項１に記載の構造。
  8. 前記第１の高融点金属層が、ｐ型金属コンタクトである、請求項１に記載の構造。
  9. 前記下側反射器が、前記複数の半導体層の下に設けられている、請求項１に記載の構造。
  10. 前記下側反射器に隣接して前記ｎ−金属コンタクトをさらに備えている、請求項９に記載の構造。
  11. 前記活性領域が、多重量子井戸領域を含む、請求項１に記載の構造。
  12. 前記第２の高融点金属層が、ＥＬＯＧマスクとして機能する、請求項１に記載の構造。
  13. 前記第２の高融点金属層が、ＥＬＯＧマスクとして機能する、請求項４に記載の構造。
  14. 複数の半導体層を設け、
    前記複数の半導体層によって活性領域を囲み、
    前記複数の半導体層の少なくとも１つに平行でかつ該複数の半導体層の少なくとも１つ内に延びている第１の高融点金属層を、前記活性領域の第１の側に設け、
    前記活性領域の対向する両側にそれぞれ配置された上側反射器および下側反射器を設け、
    前記第１の高融点金属層に電気的に結合する第１の金属コンタクトを設け、
    前記第１の高融点金属層が、前記上側反射器および下側反射器との間で発生可能な定在波のゼロ位置に配置されている、窒化物半導体レーザ構造の製造方法。
  15. 前記高融点金属層が、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｗ、Ｒｅ、Ｍｏ、Ｃｒ、ＮｉおよびＰｄを含む群から選択される高融点金属を含む、請求項１４に記載の方法。
  16. 前記第１の金属コンタクトが、ｎ型金属コンタクトである、請求項１４に記載の方法。
  17. 前記複数の半導体層の少なくとも１つに平行に設けられ、かつ該複数の半導体層の少なくとも１つ内に延びている第２の高融点金属層をさらに備えており、該第２の高融点金属層が、前記活性領域の第２の側に配置されている、請求項１４に記載の方法。
JP2006243833A 2005-09-09 2006-09-08 キャビティ内コンタクトのための高融点金属ＥＬＯＧマスクを備えているＧａＮレーザ Expired - Fee Related JP5039343B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/223622 2005-09-09
US11/223,622 US7638810B2 (en) 2005-09-09 2005-09-09 GaN laser with refractory metal ELOG masks for intracavity contact

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2007081399A JP2007081399A (ja) 2007-03-29
JP2007081399A5 JP2007081399A5 (ja) 2009-10-22
JP5039343B2 true JP5039343B2 (ja) 2012-10-03

Family

ID=37854191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006243833A Expired - Fee Related JP5039343B2 (ja) 2005-09-09 2006-09-08 キャビティ内コンタクトのための高融点金属ＥＬＯＧマスクを備えているＧａＮレーザ

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7638810B2 (ja)
JP (1) JP5039343B2 (ja)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007207827A (ja) * 2006-01-31 2007-08-16 Toshiba Corp 半導体レーザ装置
WO2009023046A2 (en) * 2007-05-04 2009-02-19 The Board Of Trustees Of The University Of Illionis Quantum well active region with three dimensional barriers and fabrication
JP5097460B2 (ja) * 2007-06-26 2012-12-12 パナソニック株式会社 化合物半導体素子およびそれを用いる照明装置ならびに化合物半導体素子の製造方法
US9461201B2 (en) 2007-11-14 2016-10-04 Cree, Inc. Light emitting diode dielectric mirror
US7915629B2 (en) * 2008-12-08 2011-03-29 Cree, Inc. Composite high reflectivity layer
JP5047013B2 (ja) * 2008-03-12 2012-10-10 株式会社東芝 半導体発光素子及びその製造方法
CN102257600A (zh) 2008-12-16 2011-11-23 惠普开发有限公司 在导热和导电掩模上具有elog的半导体结构
US8217410B2 (en) * 2009-03-27 2012-07-10 Wisconsin Alumni Research Foundation Hybrid vertical cavity light emitting sources
US9362459B2 (en) 2009-09-02 2016-06-07 United States Department Of Energy High reflectivity mirrors and method for making same
US9435493B2 (en) 2009-10-27 2016-09-06 Cree, Inc. Hybrid reflector system for lighting device
US9012938B2 (en) 2010-04-09 2015-04-21 Cree, Inc. High reflective substrate of light emitting devices with improved light output
US9105824B2 (en) 2010-04-09 2015-08-11 Cree, Inc. High reflective board or substrate for LEDs
US9728676B2 (en) 2011-06-24 2017-08-08 Cree, Inc. High voltage monolithic LED chip
US9653643B2 (en) 2012-04-09 2017-05-16 Cree, Inc. Wafer level packaging of light emitting diodes (LEDs)
US10243121B2 (en) 2011-06-24 2019-03-26 Cree, Inc. High voltage monolithic LED chip with improved reliability
US8900899B2 (en) * 2012-07-02 2014-12-02 Payam Rabiei Method for production of optical waveguides and coupling and devices made from the same
US9490119B2 (en) 2014-05-21 2016-11-08 Palo Alto Research Center Incorporated Fabrication of thin-film devices using selective area epitaxy
US10658546B2 (en) 2015-01-21 2020-05-19 Cree, Inc. High efficiency LEDs and methods of manufacturing
US10205303B1 (en) * 2017-10-18 2019-02-12 Lumentum Operations Llc Vertical-cavity surface-emitting laser thin wafer bowing control

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3470623B2 (ja) * 1998-11-26 2003-11-25 ソニー株式会社 窒化物系ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の成長方法、半導体装置の製造方法および半導体装置
US6320206B1 (en) * 1999-02-05 2001-11-20 Lumileds Lighting, U.S., Llc Light emitting devices having wafer bonded aluminum gallium indium nitride structures and mirror stacks
JP4595198B2 (ja) * 2000-12-15 2010-12-08 ソニー株式会社 半導体発光素子及び半導体発光素子の製造方法
JP4311610B2 (ja) * 2002-07-26 2009-08-12 株式会社リコー 面発光レーザ

Also Published As

Publication number Publication date
US20070057270A1 (en) 2007-03-15
US7638810B2 (en) 2009-12-29
JP2007081399A (ja) 2007-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5039343B2 (ja) キャビティ内コンタクトのための高融点金属ＥＬＯＧマスクを備えているＧａＮレーザ
US7098059B2 (en) Surface emitting semiconductor laser and process for producing the same including forming an insulating layer on the lower reflector
JP5521478B2 (ja) 窒化物半導体発光素子の製造方法及び窒化物半導体発光素子
US11626707B2 (en) Semiconductor laser diode
CN110770985B (zh) 半导体激光二极管
JP3897186B2 (ja) 化合物半導体レーザ
JP4928866B2 (ja) 窒化物半導体垂直キャビティ面発光レーザ
JP4272239B2 (ja) 半導体光素子の製造方法
JP2004289157A (ja) レーザダイオード構造およびその製造方法
JP2012094564A (ja) 半導体レーザ素子およびその製造方法
US7751456B2 (en) Method for manufacturing semiconductor optical device
JP4111696B2 (ja) 窒化物系半導体レーザ素子
JP2018137327A (ja) 窒化物半導体レーザ
JP2010021206A (ja) 半導体発光素子
KR100768402B1 (ko) 반도체 레이저 다이오드의 제조방법
JP4497606B2 (ja) 半導体レーザ装置
KR100446604B1 (ko) 단일횡모드GaN계면발광레이저다이오드및그제조방법
JP2010098001A (ja) 半導体レーザ装置およびその製造方法
JP4024259B2 (ja) 窒化物系半導体発光素子
JP3889772B2 (ja) 窒化物系半導体発光素子
JP6100567B2 (ja) 半導体発光素子とその製造方法
CN116998073A (zh) 半导体激光器
JP4812649B2 (ja) 窒化物系半導体発光素子及びその製造方法
JP2000244062A (ja) 半導体レーザ素子およびその製造方法
KR20080091603A (ko) 레이저 다이오드 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090908

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090908

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111108

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120208

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120703

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120709

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150713

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees