JPH08288577A - 光反射構造及びその製造法、並びに光デバイス - Google Patents
光反射構造及びその製造法、並びに光デバイスInfo
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- JPH08288577A JPH08288577A JP9090795A JP9090795A JPH08288577A JP H08288577 A JPH08288577 A JP H08288577A JP 9090795 A JP9090795 A JP 9090795A JP 9090795 A JP9090795 A JP 9090795A JP H08288577 A JPH08288577 A JP H08288577A
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- 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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
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- H01S5/0202—Cleaving
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- 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
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
- H01S5/32341—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm blue laser based on GaN or GaP
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 窒化物半導体で、レーザ発振可能な平滑な光
反射面を得る。 【構成】 ６Ｈ−ＳｉＣを基板１０とし、その（０，
０，０，１）面上に、ＡｌＧａＮ層１２、ＧａＮ層１４
及びＡｌＧａＮ層１６をエピタキシャル成長させる。基
板１０の下側に電極１８を、最上層１６の上にも電極２
０をそれぞれ蒸着する。基板１０を１００μｍ、以下、
好ましくは６０μｍ以下にまで薄くし、（１，−１，
０，０）面に平行な方向にメスを立てる。これにより、
（１，−１，０，０）面でへき開する。このようにし
て、光共振のための２つの反射面をへき開により形成
し、他の２辺をスクライバで切断する。ここでは、結晶
面の表記方法を通常とは若干変更し、例えば、（１０
０）面は、（１，０，０）面と表記し、ｘ軸のマイナス
方向に位置してこれと等価な面を（−１，０，０）と表
記する。
反射面を得る。 【構成】 ６Ｈ−ＳｉＣを基板１０とし、その（０，
０，０，１）面上に、ＡｌＧａＮ層１２、ＧａＮ層１４
及びＡｌＧａＮ層１６をエピタキシャル成長させる。基
板１０の下側に電極１８を、最上層１６の上にも電極２
０をそれぞれ蒸着する。基板１０を１００μｍ、以下、
好ましくは６０μｍ以下にまで薄くし、（１，−１，
０，０）面に平行な方向にメスを立てる。これにより、
（１，−１，０，０）面でへき開する。このようにし
て、光共振のための２つの反射面をへき開により形成
し、他の２辺をスクライバで切断する。ここでは、結晶
面の表記方法を通常とは若干変更し、例えば、（１０
０）面は、（１，０，０）面と表記し、ｘ軸のマイナス
方向に位置してこれと等価な面を（−１，０，０）と表
記する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、反射面及びその製造方
法、並びに光デバイスに関し、より具体的には、六方晶
系の結晶構造を有する半導体における光反射構造及びそ
の製造法、並びに光デバイスに関する。
法、並びに光デバイスに関し、より具体的には、六方晶
系の結晶構造を有する半導体における光反射構造及びそ
の製造法、並びに光デバイスに関する。
【０００２】なお、ＪＩＳ文書では、文字修飾として上
線が許可されていないので、結晶面の表記方法を通常と
は若干変更し、行列要素として表記する。例えば、（１
００）面は、（１，０，０）面と表記し、ｘ軸のマイナ
ス方向に位置してこれと等価な面を（−１，０，０）と
表記する。特定の面を（）で囲み、等価な面群を｛｝で
囲んで表現することは、慣例通りである。
線が許可されていないので、結晶面の表記方法を通常と
は若干変更し、行列要素として表記する。例えば、（１
００）面は、（１，０，０）面と表記し、ｘ軸のマイナ
ス方向に位置してこれと等価な面を（−１，０，０）と
表記する。特定の面を（）で囲み、等価な面群を｛｝で
囲んで表現することは、慣例通りである。
【０００３】
【従来の技術】半導体光共振器では、光が反射する２つ
の端面を完全に平行に形成する必要があるので、通常
は、へき開面が端面として利用される。立方晶系閃亜鉛
鉱型結晶構造を有するＧａＡｓ、ＩｎＰ及びこれらの混
晶半導体では、エピタキシャル面を（０，０，１）とし
たとき、この成長面に垂直な結晶面｛１，１，０｝で容
易にへき開でき、しかも、互いに平行な２つのへき開面
を得るのも容易である。周知の通り、へき開では良好な
平坦面を得られるので、｛１，１，０｝を反射面とする
光共振器を容易に実現でき、半導体レーザ及び光増幅素
子などに広く応用されている。
の端面を完全に平行に形成する必要があるので、通常
は、へき開面が端面として利用される。立方晶系閃亜鉛
鉱型結晶構造を有するＧａＡｓ、ＩｎＰ及びこれらの混
晶半導体では、エピタキシャル面を（０，０，１）とし
たとき、この成長面に垂直な結晶面｛１，１，０｝で容
易にへき開でき、しかも、互いに平行な２つのへき開面
を得るのも容易である。周知の通り、へき開では良好な
平坦面を得られるので、｛１，１，０｝を反射面とする
光共振器を容易に実現でき、半導体レーザ及び光増幅素
子などに広く応用されている。
【０００４】他方、短波長、例えば、青色領域及びこれ
より短い波長帯での発光を期待される半導体発光素子と
して、ＩＩＩ−Ｖ属の窒化物（ＢＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ及
びＩｎＮなど）の化合物半導体が注目されている。これ
らの窒化物は、六方晶系の結晶構造をとり、従って、そ
の化合物も六方晶系の結晶構造をとる。六方晶系の結晶
構造を図３に示す。図３（ａ）は斜視図、同（ｂ）は
（０，０，０，１）面における平面図を示す。六方晶系
の結晶構造の半導体は、結晶面（０，０，０，１）（又
は、これと等価な（０，０，０，−１）面）がへき開容
易であることが知られている。
より短い波長帯での発光を期待される半導体発光素子と
して、ＩＩＩ−Ｖ属の窒化物（ＢＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ及
びＩｎＮなど）の化合物半導体が注目されている。これ
らの窒化物は、六方晶系の結晶構造をとり、従って、そ
の化合物も六方晶系の結晶構造をとる。六方晶系の結晶
構造を図３に示す。図３（ａ）は斜視図、同（ｂ）は
（０，０，０，１）面における平面図を示す。六方晶系
の結晶構造の半導体は、結晶面（０，０，０，１）（又
は、これと等価な（０，０，０，−１）面）がへき開容
易であることが知られている。
【０００５】しかし、この（０，０，０，１）面（又は
これと等価な（０，０，０，−１）面）はエピタキシャ
ル成長の容易面でもある。（０００１）面に垂直な結晶
面には、図３に示すように、（１，−１，０，０）面、
（１，０，−１，０）面、（０，１，−１，０）面、
（−１，１，０，０）面、（−１，０，１，０）面及び
（０，−１，１，０）面があるが、これらのへき開可能
性及び容易性については未だ確認されておらず、従っ
て、光共振器のための反射面とし得るか否かも不明であ
る。なお、（１，０，−１，０）面、（０，１，−１，
０）面、（−１，１，０，０）面、（−１，０，１，
０）面及び（０，−１，１，０）面は全て、（１，−
１，０，０）面の等価面であり、本明細書でも慣例に従
い、これら等価面を｛１，−１，０，０｝と表記する。
これと等価な（０，０，０，−１）面）はエピタキシャ
ル成長の容易面でもある。（０００１）面に垂直な結晶
面には、図３に示すように、（１，−１，０，０）面、
（１，０，−１，０）面、（０，１，−１，０）面、
（−１，１，０，０）面、（−１，０，１，０）面及び
（０，−１，１，０）面があるが、これらのへき開可能
性及び容易性については未だ確認されておらず、従っ
て、光共振器のための反射面とし得るか否かも不明であ
る。なお、（１，０，−１，０）面、（０，１，−１，
０）面、（−１，１，０，０）面、（−１，０，１，
０）面及び（０，−１，１，０）面は全て、（１，−
１，０，０）面の等価面であり、本明細書でも慣例に従
い、これら等価面を｛１，−１，０，０｝と表記する。
【０００６】従って、従来、（０００１）面を成長面と
した場合に、その面内でのレーザ発光のための反射面を
形成する方法として、これらの化合物半導体を結晶成長
したものを、スクライバなどにより切断し、端面研磨し
ていた。
した場合に、その面内でのレーザ発光のための反射面を
形成する方法として、これらの化合物半導体を結晶成長
したものを、スクライバなどにより切断し、端面研磨し
ていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、端面研磨で
は、高反射率の反射面を形成するのは非常に困難であ
り、これが、窒化物の化合物半導体からなる半導体レー
ザの実現を妨げていた。
は、高反射率の反射面を形成するのは非常に困難であ
り、これが、窒化物の化合物半導体からなる半導体レー
ザの実現を妨げていた。
【０００８】本発明は、六方晶系の結晶構造を有する半
導体における高反射率の光反射構造及びその製造法を提
示することを目的とする。
導体における高反射率の光反射構造及びその製造法を提
示することを目的とする。
【０００９】本発明はまた、六方晶系の結晶構造を有す
る半導体からなる光デバイスを提示することを目的とす
る。
る半導体からなる光デバイスを提示することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明では、六方晶系の
結晶構造を有する半導体において、結晶面｛１，−１，
０，０｝を光反射面とする。例えば、光反射面となる端
面をへき開により形成する。平行になる２つの光反射面
を形成することにより、光共振器を形成できる。半導体
は、例えば窒化物半導体からなる。
結晶構造を有する半導体において、結晶面｛１，−１，
０，０｝を光反射面とする。例えば、光反射面となる端
面をへき開により形成する。平行になる２つの光反射面
を形成することにより、光共振器を形成できる。半導体
は、例えば窒化物半導体からなる。
【００１１】
【作用】六方晶系の結晶構造を有する半導体として窒化
物半導体がある。これは緑乃至近紫外の波長帯での発
光、更にはレーザ発振が期待されており、上記手段によ
り、そのための平滑な端面を提供できる。
物半導体がある。これは緑乃至近紫外の波長帯での発
光、更にはレーザ発振が期待されており、上記手段によ
り、そのための平滑な端面を提供できる。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１３】図１は、本発明の一実施例の斜視図を示
す。本実施例は、６Ｈ−ＳｉＣを基板１０とし、その
（０００１）面上に、ＡｌＧａＮ層１２、ＧａＮ層１４
及びＡｌＧａＮ層１６をエピタキシャル成長させたもの
である。基板１０の下側に電極１８を、最上層１６の上
にも電極２０をそれぞれ蒸着する。
す。本実施例は、６Ｈ−ＳｉＣを基板１０とし、その
（０００１）面上に、ＡｌＧａＮ層１２、ＧａＮ層１４
及びＡｌＧａＮ層１６をエピタキシャル成長させたもの
である。基板１０の下側に電極１８を、最上層１６の上
にも電極２０をそれぞれ蒸着する。
【００１４】光共振器を形成するには、成長面に垂直で
あって、相互に平行で平滑な２端面を形成する必要があ
る。従来、基板１０は３００〜５００μｍであり、この
厚さでは、｛１，−１，０，０｝面でのへき開が不可能
だったので、スクライバにより所望の４辺を切断して、
素子を切り出し、共振反射面とすべき端面を研磨してい
た。
あって、相互に平行で平滑な２端面を形成する必要があ
る。従来、基板１０は３００〜５００μｍであり、この
厚さでは、｛１，−１，０，０｝面でのへき開が不可能
だったので、スクライバにより所望の４辺を切断して、
素子を切り出し、共振反射面とすべき端面を研磨してい
た。
【００１５】本出願の発明者らは、レーザ発振のために
はへき開面が必要であるという認識の元に試行錯誤した
結果、基板１０を１００μｍ、以下、好ましくは６０μ
ｍ以下にまで薄くすると、｛１，−１，０，０｝面での
へき開が十分に可能であることを発見した。但し、六方
晶系では、図３から分るように、（１，−１，０，０）
面と（−１，１，０，０）面、（１，０，−１，０）面
と（−１，０，１，０）面、（０，１，−１，０）面と
（０，−１，１，０）面は、互いに平行であるが、その
他の組み合せでは、６０度又は１２０度の角度がある。
はへき開面が必要であるという認識の元に試行錯誤した
結果、基板１０を１００μｍ、以下、好ましくは６０μ
ｍ以下にまで薄くすると、｛１，−１，０，０｝面での
へき開が十分に可能であることを発見した。但し、六方
晶系では、図３から分るように、（１，−１，０，０）
面と（−１，１，０，０）面、（１，０，−１，０）面
と（−１，０，１，０）面、（０，１，−１，０）面と
（０，−１，１，０）面は、互いに平行であるが、その
他の組み合せでは、６０度又は１２０度の角度がある。
【００１６】従って、例えば、（１，−１，０，０）面
でへき開したいときには、その（１，−１，０，０）面
に平行な方向にメスを立てればよい。６０度の角度差が
あるので、ある程度の熟練により、例えば（１，−１，
０，０）面でのへき開を狙っていながら、間違えて
（１，０，−１，０）面又は（０，１，−１，０）面で
へき開してしまうことは無くなる。
でへき開したいときには、その（１，−１，０，０）面
に平行な方向にメスを立てればよい。６０度の角度差が
あるので、ある程度の熟練により、例えば（１，−１，
０，０）面でのへき開を狙っていながら、間違えて
（１，０，−１，０）面又は（０，１，−１，０）面で
へき開してしまうことは無くなる。
【００１７】このようなへき開の後、共振器の反射面と
しない２辺については、従来通り、スクライバで切断す
る。
しない２辺については、従来通り、スクライバで切断す
る。
【００１８】なお、（０００１）面に垂直な６つの結晶
面には、６０度又は１２０度の角度があることを利用し
て、リング共振器を形成することができる。図２は、そ
の斜視図を示す。図２では、図１と同様に、６Ｈ−Ｓｉ
Ｃの（０００１）面上に結晶成長させた後、基板を１０
０μｍ以下に研磨し、（１，０，−１，０）面、（１，
−１，０，０）面及び（０，１，−１，０）面でへき開
した。
面には、６０度又は１２０度の角度があることを利用し
て、リング共振器を形成することができる。図２は、そ
の斜視図を示す。図２では、図１と同様に、６Ｈ−Ｓｉ
Ｃの（０００１）面上に結晶成長させた後、基板を１０
０μｍ以下に研磨し、（１，０，−１，０）面、（１，
−１，０，０）面及び（０，１，−１，０）面でへき開
した。
【００１９】本発明により、へき開により共振器の反射
面を得られることが分ったが、物理的又は化学的方法に
よる選択的な加工によっても、反射面を形成することが
不可能でないことは、ＧａＡｌＡｓ又はＧａＡｌＩｎＡ
ｓ系の化合物半導体における経験からも容易に推測でき
る。例えば、ＥＣＲ−ＲＩＢ（電子サイクロトロン共鳴
反応性イオン・ビーム・エッチング）がある。
面を得られることが分ったが、物理的又は化学的方法に
よる選択的な加工によっても、反射面を形成することが
不可能でないことは、ＧａＡｌＡｓ又はＧａＡｌＩｎＡ
ｓ系の化合物半導体における経験からも容易に推測でき
る。例えば、ＥＣＲ−ＲＩＢ（電子サイクロトロン共鳴
反応性イオン・ビーム・エッチング）がある。
【００２０】レーザ発振のための光共振器端面を形成す
る例で説明したが、本発明は、これに限らず、より一般
的な光デバイスにで必要とされる反射面を形成するのに
も利用できることは明らかである。
る例で説明したが、本発明は、これに限らず、より一般
的な光デバイスにで必要とされる反射面を形成するのに
も利用できることは明らかである。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、六方晶系の結晶構造を有する半導
体においても、レーザ発振を可能にするような平滑な端
面を形成できた。これにより、直接遷移による緑乃至近
紫外波長帯での半導体レーザの実現に一歩近付いたとい
える。更には、これらの波長帯での光デバイスを早期に
実現できるようになる。
に、本発明によれば、六方晶系の結晶構造を有する半導
体においても、レーザ発振を可能にするような平滑な端
面を形成できた。これにより、直接遷移による緑乃至近
紫外波長帯での半導体レーザの実現に一歩近付いたとい
える。更には、これらの波長帯での光デバイスを早期に
実現できるようになる。
【図１】 本発明の一実施例の斜視図である。
【図２】 本実施例により形成したリング共振器の斜視
図である。
図である。
【図３】 六方晶系の結晶構造である。
１０：基板 １２：ＡｌＧａＮ層 １４：ＧａＮ層 １６：ＡｌＧａＮ層 １８，２０：電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 春山 牧子 神奈川県川崎市川崎区大島５丁目１番２号 鈴木方
Claims (13)
- 【請求項１】 六方晶系の結晶構造を有する半導体にお
いて、結晶面｛１，−１，０，０｝を光反射面とするこ
とを特徴とする光反射構造。 - 【請求項２】 上記光反射面が、結晶面｛１，−１，
０，０｝のへき開面である請求項１に記載の光反射構
造。 - 【請求項３】 成長面が｛０，０，０，１｝である請求
項１又は２に記載の光反射構造。 - 【請求項４】 上記半導体が、窒化物半導体からなる請
求項１乃至３の何れか１項に記載の光反射構造。 - 【請求項５】 六方晶系の結晶構造を有する半導体の結
晶を所定厚みに薄くし、結晶面｛１，−１，０，０｝を
光反射面としたことを特徴とする光反射構造の製造法。 - 【請求項６】 上記光反射面をへき開により形成した請
求項５に記載の光反射構造の製造法。 - 【請求項７】 成長面が｛０，０，０，１｝である請求
項５又は６に記載の光反射構造の製造法。 - 【請求項８】 上記半導体が、窒化物半導体からなる請
求項５乃至７の何れか１項に記載の光反射構造の製造
法。 - 【請求項９】 六方晶系の結晶構造を有する半導体から
なる光デバイスであって、結晶面｛１，−１，０，０｝
からなる少なくとも１つの光反射面を具備することを特
徴とする光デバイス。 - 【請求項１０】 上記少なくとも１つの光反射面がへき
開面である請求項９に記載の光デバイス。 - 【請求項１１】 光共振器を形成する互いに平行な２つ
の上記光反射面を具備する請求項９又は１０に記載の光
デバイス。 - 【請求項１２】 成長面が｛０，０，０，１｝である請
求項８乃至１１の何れか１項に記載の光デバイス。 - 【請求項１３】 上記半導体が、窒化物半導体からなる
請求項９乃至１２の何れか１項に記載の光反射構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9090795A JPH08288577A (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 光反射構造及びその製造法、並びに光デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9090795A JPH08288577A (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 光反射構造及びその製造法、並びに光デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08288577A true JPH08288577A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=14011485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9090795A Pending JPH08288577A (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 光反射構造及びその製造法、並びに光デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08288577A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0961328A2 (en) * | 1998-05-28 | 1999-12-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Gallium nitride-type semiconductor device |
| US7196359B2 (en) | 2001-08-13 | 2007-03-27 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Radiation-emitting chip and radiation-emitting component |
| KR100829258B1 (ko) * | 2001-11-03 | 2008-05-14 | 주식회사 비즈모델라인 | 웜 바이러스의 전파 경로 추출 방법 |
| US8940624B2 (en) | 2012-04-19 | 2015-01-27 | Seoul Semiconductor Co., Ltd. | Method for producing P-type nitride semiconductor layer |
| US9705287B2 (en) | 2013-02-14 | 2017-07-11 | Seoul Semiconductor Co., Ltd. | Method of fabricating a P type nitride semiconductor layer doped with carbon |
-
1995
- 1995-04-17 JP JP9090795A patent/JPH08288577A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP1804305A1 (en) * | 1998-05-28 | 2007-07-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | A method of producing a gallium nitride-type light emitting semiconductor device |
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