JPH08222807A - 窒化物半導体レーザ素子の光共振面の形成方法 - Google Patents
窒化物半導体レーザ素子の光共振面の形成方法Info
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Abstract
体層から光共振面となるような劈開面を形成して、レー
ザ素子を実現する。 【構成】 サファイア基板の上に少なくとも窒化物半導
体よりなるn型層と、活性層と、p型層とが順に積層さ
れたウェーハから窒化物半導体レーザ素子の光共振面を
形成する方法であって、前記p型層側を活性層に達しな
い深さでエッチングして第一の割り溝を形成する工程
と、積層された窒化物半導体層面と対向するサファイア
基板側に第二の割り溝を形成する工程と、前記第一の割
り溝、および前記第二の割り溝に沿ってウェーハを割
り、割った窒化物半導体層面を光共振面とする工程とを
備える。
Description
lYGa1-X-YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)よりなるレ
ーザ素子の製造方法に係り、特に窒化物半導体レーザ素
子の光共振面の形成方法に関する。
5eV〜6.0eVまであり、直接遷移型であるので、
紫外〜赤色までのレーザダイオード(LD)、発光ダイ
オード(LED)等の発光素子の材料として従来より注
目されており、最近この材料を用いた青色LED、青緑
色LEDが実用化されたばかりである。またLEDばか
りでなく、窒化物半導体を用いた紫外、青色発光の半導
体レーザ素子の研究も進められている。
層に光共振面を形成する必要がある。従来のGaAs系
の化合物半導体よりなる赤外域に発振する半導体レーザ
は結晶の性質上、劈開性を有しており、その劈開面がレ
ーザ素子の光共振面とされていることが多い。
の性質上劈開性を有していない。さらに、窒化物半導体
はサファイア基板の表面に成長されることが多く、サフ
ァイアもまた結晶の性質上劈開性を有していない。従っ
て、従来では窒化物半導体でレーザ素子を作製する場
合、劈開面を光共振面とすることが困難であったので、
レーザ発振まで至らなかった。
とするところは、サファイア基板の上に成長させた窒化
物半導体層から光共振面となるような劈開面を形成し
て、レーザ素子を実現することにある。
方法は、サファイア基板の上に少なくとも窒化物半導体
よりなるn型層と、活性層と、p型層とが順に積層され
たウェーハから窒化物半導体レーザ素子の光共振面を形
成する方法であって、前記p型層側を活性層に達しない
深さでエッチングして第一の割り溝を形成する工程と、
積層された窒化物半導体層面と対向するサファイア基板
側に第二の割り溝を形成する工程と、前記第一の割り
溝、および前記第二の割り溝に沿ってウェーハを割り、
割った窒化物半導体層面を光共振面とする工程とを備え
ることを特徴とする。
1は本発明の方法の一工程で得られるウェーハの一部分
の構造を示す模式的な断面図であり、図2は図1のウェ
ーハの形状を示す斜視図である。図1は図2の斜視図を
矢印の方向からみた際の断面を示している。このウェー
ハの基本的にはサファイア基板1の上にそれぞれ窒化物
半導体よりなるn型層2と、活性層3と、p型層を順に
積層した構造を有している。さらに、図2に示すよう
に、これらの窒化物半導体層は予めストライプ状にエッ
チングされており、後は窒化物半導体層面に反射鏡とな
る光共振面を形成することにより、電極ストライプ型の
レーザ素子が作製できるようになっている。なおp型層
の上にはストライプに沿って絶縁体よりなる電流狭窄層
と、正電極とが形成されており、n型層の上には同じく
ストライプ状の負電極が形成されているが、特に図示し
ていない。
ない深さでエッチングして第一の割り溝10を形成す
る。この第一の割り溝10を形成するためのエッチング
手段としては、エッチングレートを制御するためにドラ
イエッチングを好ましく用い、例えば、反応性イオンエ
ッチング、イオンミリング、イオンビームアシストエッ
チング、集束イオンビームエッチング等の手段を用いる
ことができる。
ファイア基板1側には第二の割り溝20を形成する。第
二の割り溝20は例えばスクライバー、ダイシング、エ
ッチング等、所定の位置のサファイア基板に傷を付けら
れる手段であればどのような方法を用いてもよい。例え
ば図1および図2では、第二の割り溝20はスクライバ
ーを用いたスクライブラインを示している。また、図3
は本発明の他の実施例に係る一工程で得られたウェーハ
の構造を示す模式的な断面図であるが、図3では第二の
割り溝20は、サファイア基板1をまずダイサーでハー
フカットして幅の広い溝を形成した後、その溝をさらに
スクライブして、より幅の狭い割り溝を形成しているこ
とを示している。
0を形成する順はどちらの工程が先でもよい。さらに第
一の割り溝の中心と、第二の割り溝の中心とを一致させ
ると割った面の端面同士が平行面、つまり互いに平行な
光共振面が得られるので非常に好ましい。
成した後、例えばローラー等を用いてウェーハをそれら
の割り溝に沿った位置で圧し割ることにより、割られた
窒化物半導体層面が劈開面のような状態となり光共振面
を形成できる。
振面を形成した際のウェーハの構造を示す模式的な断面
図である。図4のようにサファイア基板側のみに第二の
割り溝20を形成してウェーハを割った場合、図4の破
線に示すように、割られた窒化物半導体面が傾斜して割
れたり、欠け等が発生して、平行な端面を形成すること
が困難であった。さらに図3の枝分かれした破線に示す
ように、ウェーハを割った際に発生する衝撃、応力等の
要因により、窒化物半導体層の端面にダメージを与え、
結晶性を悪くしてしまう。ところが、本発明では第二の
割り溝20に対向した第一の割り溝10をp型層の表面
に形成しているので、図1、および図3の破線に示すよ
うに第一の割り溝10と第二の割り溝20との間で真っ
直ぐに割れやすくなるので、劈開性のない窒化物半導体
層でも割られた面が劈開面のような状態となり、互いに
平行な光共振面ができやすくなる。さらに第一の割り溝
をエッチングにより活性層に達しない深さで形成してい
る。エッチングはp型層の端面に与えるダメージが少な
いので、同時にp型層に接している活性層のダメージが
少なくなる。従って、ダメージの少ない活性層の端面が
互いに平行な方向で得られやすくなり光共振器として作
用する。
溝または第二の割り溝を形成する前に、サファイア基板
の厚さを150μm以下に調整することが望ましい。さ
らにまた、第一の割り溝の底部と、前記第二の割り溝の
底部との距離を150μm以下に調整することが望まし
い。割り溝の底部の距離とは、図3(a)の長さであっ
て、第一の割り溝10と第二の割り溝20との深さを調
整して、実質的に割られるウェーハの厚さを指すものと
する。なぜなら、このように基板の厚さ、または実質的
に割られるウェーハの厚さを150μm以下に調整する
と、割り溝の間で真っ直ぐにウェーハが割れやすくな
り、その劈開面が窒化物半導体層の共振面となりやすく
なるからである。逆に150μmよりも大きくなるに従
って、斜めに割れるウェーハが多くなったり、また窒化
物半導体層の端面にダメージを多く与える傾向にある。
Nよりなるバッファ層を200オングストローム、Si
ドープn型GaNよりなるn型コンタクト層を5μm、
Siドープn型Al0.3Ga0.7Nよりなるn型クラッド
層を0.1μm、Siドープn型In0.01Ga0.99Nよ
りなる第二のn型クラッド層を500オングストロー
ム、ノンドープIn0.08Ga0.92Nよりなる活性層を1
00オングストローム、Mgドープp型Al0.3Ga0.7
Nよりなるp型クラッド層を0.1μm、Mgドープp
型GaNよりなるp型コンタクト層を0.5μmの膜厚
で順に成長させたウェーハを用意する。
面をRIE(反応性イオンエッチング)を用いて、窒化
物半導体層がストライプ幅20μmとなるように、p型
コンタクト層側からエッチングしてn型コンタクト層を
露出させる。
クト層の表面全面に、電流狭窄層となるSiO2膜を形
成した後、電流狭窄層とp型コンタクト層の全面に正電
極を形成し、一方露出したn型コンタクト層にはストラ
イプ状の負電極を形成する。
後、図2に示すような形状の第一の割り溝をRIEで形
成する。但し、第一の割り溝は幅5μmで、深さはp型
コンタクト層の中間までとする。
00μmの厚さまで研磨する。研磨後、サファイア基板
側をスクライブして第二の割り溝を形成する。但し、第
二の割り溝は第一の割り溝幅の中央にあたるサファイア
基板をスクライブする。一方、第二の割り溝と直交する
スクライブラインを電極と平行な方向で同じくサファイ
ア基板側に形成する。
ラで押し割り、第一の割り溝および第二の割り溝が一致
した位置でウェーハを割った窒化物半導体層面を光共振
器とする共振器長500μm、チップ幅400μmの電
極ストライプ型のレーザチップとする。
施したのち、スパッタ装置で劈開面にSiO2とZrO2
よりなる誘電体多層膜を形成する。この誘電体多層膜は
活性層の波長を90%以上反射させる作用を有してい
る。
ートシンクに設置した後、液体窒素温度でレーザ発振を
試みたところ、ウェーハから得られたレーザ素子の90
%以上が、しきい値電流密度1.3kA/cm2で発振波
長420nmの発振が確認された。
磨する際、基板の厚さを150μmとする他は同様にし
てレーザ素子を得たところ、ウェーハから得られたレー
ザ素子の60%以上でレーザ発振が確認された。
ると、従来劈開性のないサファイア基板の上に積層され
た窒化物半導体層でも、劈開により共振器が形成できる
のでレーザ素子が実現可能となった。さらにまた、その
共振器の表面に誘電体多層膜よりなる反射鏡を形成する
と、効果的に光り閉じ込めが可能となる。このように、
本発明の方法で短波長のレーザが実現できたことによ
り、書き込み、読み取り光源として窒化物半導体レーザ
素子はその産業状の利用価値は多大である。
ハの部分的な構造を示す模式断面図。
図。
ェーハの部分的な構造を示す模式断面図。
得られるウェーハの部分的な構造を示す模式断面図。
置でSiO2とZrO2よりなる誘電体多層膜を形成す
る。この誘電体多層膜は活性層の波長を90%以上反射
させる作用を有している。
Claims (3)
- 【請求項1】 サファイア基板の上に少なくとも窒化物
半導体よりなるn型層と、活性層と、p型層とが順に積
層されたウェーハから窒化物半導体レーザ素子の光共振
面を形成する方法であって、前記p型層側を活性層に達
しない深さでエッチングして第一の割り溝を形成する工
程と、積層された窒化物半導体層面と対向するサファイ
ア基板側に第二の割り溝を形成する工程と、前記第一の
割り溝、および前記第二の割り溝に沿ってウェーハを割
り、割った窒化物半導体層面を光共振面とする工程とを
備えることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子の光共
振面の形成方法。 - 【請求項2】 前記第一の割り溝、または前記第二の割
り溝を形成する前にサファイア基板を研磨して、基板の
厚さを150μm以下に調整することを特徴とする請求
項1に記載の形成方法。 - 【請求項3】 前記第一の割り溝の底部と、前記第二の
割り溝の底部との距離を150μm以下に調整すること
を特徴とする請求項1に記載の形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2284895A JP3199594B2 (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 窒化物半導体レーザ素子の光共振面の形成方法 |
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JPH08222807A true JPH08222807A (ja) | 1996-08-30 |
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JP (1) | JP3199594B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000022213A (ja) * | 1998-06-30 | 2000-01-21 | Sharp Corp | 窒化ガリウム系半導体素子及びその製造方法 |
JP2000101195A (ja) * | 1998-09-22 | 2000-04-07 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法及びその構造 |
JP2001085750A (ja) * | 1999-09-16 | 2001-03-30 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体発光チップ |
JP2003023215A (ja) * | 2001-07-05 | 2003-01-24 | Sony Corp | 半導体素子の製造方法および半導体レーザの製造方法 |
KR100519326B1 (ko) * | 1999-04-20 | 2005-10-07 | 엘지전자 주식회사 | 질화갈륨 반도체 레이저 다이오드의 기판 제조방법 |
JP2010114465A (ja) * | 2010-01-18 | 2010-05-20 | Sharp Corp | 窒化物半導体チップの製造方法および窒化物半導体チップ |
-
1995
- 1995-02-10 JP JP2284895A patent/JP3199594B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2000101195A (ja) * | 1998-09-22 | 2000-04-07 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法及びその構造 |
KR100519326B1 (ko) * | 1999-04-20 | 2005-10-07 | 엘지전자 주식회사 | 질화갈륨 반도체 레이저 다이오드의 기판 제조방법 |
JP2001085750A (ja) * | 1999-09-16 | 2001-03-30 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体発光チップ |
JP2003023215A (ja) * | 2001-07-05 | 2003-01-24 | Sony Corp | 半導体素子の製造方法および半導体レーザの製造方法 |
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