JPH08321662A - 半導体発光素子 - Google Patents
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- JPH08321662A JPH08321662A JP14953195A JP14953195A JPH08321662A JP H08321662 A JPH08321662 A JP H08321662A JP 14953195 A JP14953195 A JP 14953195A JP 14953195 A JP14953195 A JP 14953195A JP H08321662 A JPH08321662 A JP H08321662A
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- 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】活性層の端面を研磨により鏡面状態に形成する
こと。 【構成】ダブルヘテロ構造の半導体レーザダイオード短
冊片１０１は、サファイア基板１上に、バッファ層２、
GaN 層３、クラッド層４、活性層５、クラッド層６１、
コンタクト層６２、SiO2層７及び電極層８ａ、８ｂが順
次積層形成されて構成される。ここで、活性層５の上面
５ａはコンタクト層６２の上面６２ａから５μｍの深さ
に設けられている。短冊片１０１に対して図中の矢印Ａ
１、Ａ２方向にダイシングし、そのダイシング面に対
し、ダイヤモンド研磨材を用いてラッピング及びポリッ
シングを行い、チップ１０２（図示せず）の端面を表面
粗さが数百Åの鏡面状態に仕上げることにより、チップ
１０２が形成される。
こと。 【構成】ダブルヘテロ構造の半導体レーザダイオード短
冊片１０１は、サファイア基板１上に、バッファ層２、
GaN 層３、クラッド層４、活性層５、クラッド層６１、
コンタクト層６２、SiO2層７及び電極層８ａ、８ｂが順
次積層形成されて構成される。ここで、活性層５の上面
５ａはコンタクト層６２の上面６２ａから５μｍの深さ
に設けられている。短冊片１０１に対して図中の矢印Ａ
１、Ａ２方向にダイシングし、そのダイシング面に対
し、ダイヤモンド研磨材を用いてラッピング及びポリッ
シングを行い、チップ１０２（図示せず）の端面を表面
粗さが数百Åの鏡面状態に仕上げることにより、チップ
１０２が形成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体発光素子に関
し、特に、端面が鏡面状態に研磨された半導体レーザダ
イオードに関する。
し、特に、端面が鏡面状態に研磨された半導体レーザダ
イオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】３族窒化物半導体（AlX GaY In1-X-Y N;
X=0,Y=0,X=Y=を含む）から成り、活性層が上下両側から
クラッド層で挟まれた３層構造を有し、端面発光を行う
半導体レーザダイオードでは、活性層の端面を鏡面状態
とする必要がある。従来、この端面は、結晶のへき開面
に沿って応力を加え、ウエハをへき開することによって
形成されていた。このようにして端面３１、３２が形成
された半導体レーザダイオード３００の平面図、正面図
及び右側面図を、それぞれ図６（ａ）、（ｂ）及び
（ｃ）に示す。半導体レーザダイオード３００は、サフ
ァイア基板２１上に、バッファ層２２、GaN 層２３、ク
ラッド層２４、活性層２５、クラッド層２６、SiO2層２
７及び電極層２８ａ、２８ｂが順次積層形成されて構成
されている。
X=0,Y=0,X=Y=を含む）から成り、活性層が上下両側から
クラッド層で挟まれた３層構造を有し、端面発光を行う
半導体レーザダイオードでは、活性層の端面を鏡面状態
とする必要がある。従来、この端面は、結晶のへき開面
に沿って応力を加え、ウエハをへき開することによって
形成されていた。このようにして端面３１、３２が形成
された半導体レーザダイオード３００の平面図、正面図
及び右側面図を、それぞれ図６（ａ）、（ｂ）及び
（ｃ）に示す。半導体レーザダイオード３００は、サフ
ァイア基板２１上に、バッファ層２２、GaN 層２３、ク
ラッド層２４、活性層２５、クラッド層２６、SiO2層２
７及び電極層２８ａ、２８ｂが順次積層形成されて構成
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
レーザダイオード３００は、基板２１のサファイアと活
性層２５のAlX GaY In1-X-Y N とのへき開方向が異なる
ため、へき開によって端面３１、３２を形成すれば、図
６の（ｂ）に見られるように凹凸縞３０が端面３１、３
２上に形成される。このため、活性層２５の端面２５
ａ、２５ｂを鏡面状態に形成することができず、半導体
レーザダイオード３００の良好なレーザ発光が得られな
いという問題がある。また、へき開以外による端面形成
では、ドライエッチングによる端面形成が考えられる
が、実用上困難な点もある。
レーザダイオード３００は、基板２１のサファイアと活
性層２５のAlX GaY In1-X-Y N とのへき開方向が異なる
ため、へき開によって端面３１、３２を形成すれば、図
６の（ｂ）に見られるように凹凸縞３０が端面３１、３
２上に形成される。このため、活性層２５の端面２５
ａ、２５ｂを鏡面状態に形成することができず、半導体
レーザダイオード３００の良好なレーザ発光が得られな
いという問題がある。また、へき開以外による端面形成
では、ドライエッチングによる端面形成が考えられる
が、実用上困難な点もある。
【０００４】従って、本発明の目的は、発光素子の端面
を研磨することにより、活性層の端面を鏡面状態に形成
し、良好なレーザ発光が得られる半導体発光素子を提供
することである。
を研磨することにより、活性層の端面を鏡面状態に形成
し、良好なレーザ発光が得られる半導体発光素子を提供
することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の構成は、３族窒化物半導体（AlX GaY In
1-X-Y N;X=0,Y=0,X=Y=を含む）から成り、活性層が上下
両側からクラッド層で挟まれた３層構造を有する半導体
発光素子において、活性層の端面が研磨されることによ
り鏡面状態に形成されたことを特徴とする。
め、本発明の構成は、３族窒化物半導体（AlX GaY In
1-X-Y N;X=0,Y=0,X=Y=を含む）から成り、活性層が上下
両側からクラッド層で挟まれた３層構造を有する半導体
発光素子において、活性層の端面が研磨されることによ
り鏡面状態に形成されたことを特徴とする。
【０００６】また、第二の発明の構成は、活性層の上面
の深さは、３族窒化物半導体の最上層の上面から５μｍ
以上であることを特徴とする。
の深さは、３族窒化物半導体の最上層の上面から５μｍ
以上であることを特徴とする。
【０００７】
【作用及び効果】上記構成から成る本発明の第一の作用
は、活性層の端面を研磨することにより鏡面状態に形成
することであり、その効果は、活性層の端面に凹凸縞が
形成されることなく、活性層の端面を鏡面状態に仕上げ
ることができ、半導体発光素子の良好なレーザ発光が得
られることである。（請求項１）
は、活性層の端面を研磨することにより鏡面状態に形成
することであり、その効果は、活性層の端面に凹凸縞が
形成されることなく、活性層の端面を鏡面状態に仕上げ
ることができ、半導体発光素子の良好なレーザ発光が得
られることである。（請求項１）
【０００８】第二の作用は、活性層の上面の深さを、３
族窒化物半導体の最上層の上面から５μｍ以上とするこ
とであり、その効果は、研磨によって発光素子端面のエ
ッジ部に生じるダレやマイクロチッピングによる欠けが
活性層の端面に達することがなく、活性層の端面の平滑
度及び平坦度を確保することができ、より良好なレーザ
発光が得られることである。（請求項２）
族窒化物半導体の最上層の上面から５μｍ以上とするこ
とであり、その効果は、研磨によって発光素子端面のエ
ッジ部に生じるダレやマイクロチッピングによる欠けが
活性層の端面に達することがなく、活性層の端面の平滑
度及び平坦度を確保することができ、より良好なレーザ
発光が得られることである。（請求項２）
【０００９】
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図１は、本発明に係わる第一実施例として、サ
ファイア基板１を用いたダブルヘテロ構造の半導体レー
ザダイオードの短冊片１０１の構成を示したものであ
り、その正面断面図、右側面図をそれぞれ（ａ）、
（ｂ）に示す。短冊片１０１は、サファイア基板１上
に、バッファ層２、GaN 層３、クラッド層４、活性層
５、クラッド層６１、コンタクト層６２、SiO2層７及び
電極層８ａ、８ｂが順次積層形成されて構成されてい
る。
明する。図１は、本発明に係わる第一実施例として、サ
ファイア基板１を用いたダブルヘテロ構造の半導体レー
ザダイオードの短冊片１０１の構成を示したものであ
り、その正面断面図、右側面図をそれぞれ（ａ）、
（ｂ）に示す。短冊片１０１は、サファイア基板１上
に、バッファ層２、GaN 層３、クラッド層４、活性層
５、クラッド層６１、コンタクト層６２、SiO2層７及び
電極層８ａ、８ｂが順次積層形成されて構成されてい
る。
【００１０】この短冊片１０１はウエハ１００（図２参
照）から切り出されて形成されたものであり、以下にウ
エハ１００の製造工程について説明する。ウエハ１００
は、有機金属化合物気相成長法（以下「MOVPE 」と記
す）による気相成長により製造された。まず、(0001)面
を結晶成長面とするサファイア基板１を有機洗浄の後、
MOVPE装置の結晶成長炉に載置されたサセプタに設置す
る。結晶成長炉を真空排気の後、常圧で水素を流速5lit
er/ 分で成長炉に供給し、1000℃程度まで昇温し、サフ
ァイア基板１を気相エッチングする。
照）から切り出されて形成されたものであり、以下にウ
エハ１００の製造工程について説明する。ウエハ１００
は、有機金属化合物気相成長法（以下「MOVPE 」と記
す）による気相成長により製造された。まず、(0001)面
を結晶成長面とするサファイア基板１を有機洗浄の後、
MOVPE装置の結晶成長炉に載置されたサセプタに設置す
る。結晶成長炉を真空排気の後、常圧で水素を流速5lit
er/ 分で成長炉に供給し、1000℃程度まで昇温し、サフ
ァイア基板１を気相エッチングする。
【００１１】次に、温度を450 ℃程度まで降温し、トリ
メチルアルミニウム(TMA) を1.8 ×10-5モル／分で、水
素を20liter/分で、アンモニア(NH3) を10liter/分で供
給し、サファイア基板１上に50nm程度の膜厚のAlN から
成るバッファ層２を形成する。この後、TMA の供給のみ
を止め、サファイア基板１の温度を1150℃まで上げ、ト
リメチルガリウム(TMG) を1.7 ×10-4モル／分で、水素
ガスにより1.00ppm に希釈されたシラン(SiH4)を200ml/
分で30分間供給し、Siドープｎ型GaN 層３（ｎ+ 層）を
膜厚約2.2 μｍだけ成長させる。
メチルアルミニウム(TMA) を1.8 ×10-5モル／分で、水
素を20liter/分で、アンモニア(NH3) を10liter/分で供
給し、サファイア基板１上に50nm程度の膜厚のAlN から
成るバッファ層２を形成する。この後、TMA の供給のみ
を止め、サファイア基板１の温度を1150℃まで上げ、ト
リメチルガリウム(TMG) を1.7 ×10-4モル／分で、水素
ガスにより1.00ppm に希釈されたシラン(SiH4)を200ml/
分で30分間供給し、Siドープｎ型GaN 層３（ｎ+ 層）を
膜厚約2.2 μｍだけ成長させる。
【００１２】次に、サファイア基板１の温度を1100℃に
保持し、水素または窒素を10liter/分で、 NH3を10lite
r/分で、TMA を0.47×10-4モル／分で、TMG を1.12×10
-4モル／分で、水素ガスにより0.86ppm に希釈されたシ
ランを10×10-9モル／分で60分間供給し、膜厚約1 μｍ
のシリコンドープのAl0.08Ga0.92N から成るクラッド層
（ｎ層）４を形成する。
保持し、水素または窒素を10liter/分で、 NH3を10lite
r/分で、TMA を0.47×10-4モル／分で、TMG を1.12×10
-4モル／分で、水素ガスにより0.86ppm に希釈されたシ
ランを10×10-9モル／分で60分間供給し、膜厚約1 μｍ
のシリコンドープのAl0.08Ga0.92N から成るクラッド層
（ｎ層）４を形成する。
【００１３】次に、温度を850 ℃に保持し、水素または
窒素を10liter/分で、 NH3を10liter/分で、TMG を1.53
×10-4モル／分で、トリメチルインジウム(TMI) を0.02
×10-4モル／分で6 分間供給し、膜厚0.05μｍのIn0.08
Ga0.92N から成る活性層５を成長させる。
窒素を10liter/分で、 NH3を10liter/分で、TMG を1.53
×10-4モル／分で、トリメチルインジウム(TMI) を0.02
×10-4モル／分で6 分間供給し、膜厚0.05μｍのIn0.08
Ga0.92N から成る活性層５を成長させる。
【００１４】活性層５の形成の後、温度を1100℃に保持
し、水素または窒素を20liter/分で、 NH3を10liter/分
で、TMG を1.12×10-4モル／分で、TMA を0.47×10-4モ
ル／分で、シクロペンタジエニルマグネシウム(Cp2Mg)
を2 ×10-4モル／分で60分間供給し、膜厚1.0 μｍのマ
グネシウムドープのAl0.08Ga0.92N から成るクラッド層
（ｐ層）６１を形成する。この状態では、クラッド層６
１は、抵抗率108 Ωcm以上の絶縁体である。
し、水素または窒素を20liter/分で、 NH3を10liter/分
で、TMG を1.12×10-4モル／分で、TMA を0.47×10-4モ
ル／分で、シクロペンタジエニルマグネシウム(Cp2Mg)
を2 ×10-4モル／分で60分間供給し、膜厚1.0 μｍのマ
グネシウムドープのAl0.08Ga0.92N から成るクラッド層
（ｐ層）６１を形成する。この状態では、クラッド層６
１は、抵抗率108 Ωcm以上の絶縁体である。
【００１５】続いて、温度を1100℃に保持し、水素また
は窒素を20liter/分で、 NH3を10liter/分で、TMG を1.
12×10-4モル／分で、Cp2Mg を4 ×10-4モル／分で 4分
間供給し、膜厚4.0 μｍのマグネシウムドープのGaN か
ら成るコンタクト層（最上層に相当）６２を形成する。
この状態では、コンタクト層６２は、抵抗率108 Ωcm以
上の絶縁体である。
は窒素を20liter/分で、 NH3を10liter/分で、TMG を1.
12×10-4モル／分で、Cp2Mg を4 ×10-4モル／分で 4分
間供給し、膜厚4.0 μｍのマグネシウムドープのGaN か
ら成るコンタクト層（最上層に相当）６２を形成する。
この状態では、コンタクト層６２は、抵抗率108 Ωcm以
上の絶縁体である。
【００１６】次に、反射電子線回折装置を用いて、クラ
ッド層６１及びコンタクト層６２に対して一様に電子線
を照射する。電子線の照射条件は、電子線加速電圧を約
10KV、試料電流を1 μA 、ビームの移動速度0.2mm/sec
、ビーム径を60μｍφ、真空度5.0 ×10-5Torrであ
る。この電子線の照射により、クラッド層６１、コンタ
クト層６２にはそれぞれホール濃度 7×1017/cm3、 5×
1017/cm3、抵抗率2 Ωcm、0.8 Ωcmのｐ伝導型半導体と
なる。
ッド層６１及びコンタクト層６２に対して一様に電子線
を照射する。電子線の照射条件は、電子線加速電圧を約
10KV、試料電流を1 μA 、ビームの移動速度0.2mm/sec
、ビーム径を60μｍφ、真空度5.0 ×10-5Torrであ
る。この電子線の照射により、クラッド層６１、コンタ
クト層６２にはそれぞれホール濃度 7×1017/cm3、 5×
1017/cm3、抵抗率2 Ωcm、0.8 Ωcmのｐ伝導型半導体と
なる。
【００１７】続いて、コンタクト層６２上に、スパッタ
リングによりSiO2層７を2000Åの膜厚に形成し、そのSi
O2層７上にフォトレジストを塗布する。そして、フォト
リソグラフにより、コンタクト層６２上において、GaN
層３に対する電極形成部位のフォトレジストを除去し、
この後、フォトレジストによって覆われていないSiO2層
７をフッ化水素酸系エッチング液で除去する。
リングによりSiO2層７を2000Åの膜厚に形成し、そのSi
O2層７上にフォトレジストを塗布する。そして、フォト
リソグラフにより、コンタクト層６２上において、GaN
層３に対する電極形成部位のフォトレジストを除去し、
この後、フォトレジストによって覆われていないSiO2層
７をフッ化水素酸系エッチング液で除去する。
【００１８】次に、フォトレジスト及びSiO2層７によっ
て覆われていない部位のコンタクト層６２、クラッド層
６１、活性層５、クラッド層４を、真空度0.04Torr、高
周波電力0.44W/cm2 、BCl3ガスを10ml/ 分の割合で供給
し、Arでドライエッチングした。この工程で、GaN 層３
に対する電極取り出しのための孔Ｈが形成される。
て覆われていない部位のコンタクト層６２、クラッド層
６１、活性層５、クラッド層４を、真空度0.04Torr、高
周波電力0.44W/cm2 、BCl3ガスを10ml/ 分の割合で供給
し、Arでドライエッチングした。この工程で、GaN 層３
に対する電極取り出しのための孔Ｈが形成される。
【００１９】孔Ｈの形成の後、SiO2層７に対して、フォ
トレジストの塗布、フォトリソグラフ工程、湿式エッチ
ングを行い、窓７ａを形成する。そして、試料の上全面
に一様にNiを蒸着し、フォトレジストの塗布、フォトリ
ソグラフ工程、エッチング工程を経て、GaN 層３及びコ
ンタクト層６２に対する電極層８ａ、８ｂを形成する。
このような工程を経て、活性層５の上面５ａ深さがコン
タクト層６２の上面６２ａから５μｍに設けられたウエ
ハ１００が形成され、その平面図及び正面図をそれぞれ
図２（ａ）及び（ｂ）に示す。尚、図２中の一点鎖線
は、ダイシングによる切断線を示している。
トレジストの塗布、フォトリソグラフ工程、湿式エッチ
ングを行い、窓７ａを形成する。そして、試料の上全面
に一様にNiを蒸着し、フォトレジストの塗布、フォトリ
ソグラフ工程、エッチング工程を経て、GaN 層３及びコ
ンタクト層６２に対する電極層８ａ、８ｂを形成する。
このような工程を経て、活性層５の上面５ａ深さがコン
タクト層６２の上面６２ａから５μｍに設けられたウエ
ハ１００が形成され、その平面図及び正面図をそれぞれ
図２（ａ）及び（ｂ）に示す。尚、図２中の一点鎖線
は、ダイシングによる切断線を示している。
【００２０】次に、上記に示される工程を経て、形成さ
れたウエハ１００からチップ１０１を形成する方法につ
いて以下に説明する。まず、ウエハ１００をダイサーの
テーブル上に設置し、人造ダイヤモンドが塗布されたブ
レードを高速回転させ、このブレードを用いて、図２
（ａ）の縦方向にダイシングし、ウエハ１００から所定
の形状にて短冊片１０１（図１参照）を切り出す。
れたウエハ１００からチップ１０１を形成する方法につ
いて以下に説明する。まず、ウエハ１００をダイサーの
テーブル上に設置し、人造ダイヤモンドが塗布されたブ
レードを高速回転させ、このブレードを用いて、図２
（ａ）の縦方向にダイシングし、ウエハ１００から所定
の形状にて短冊片１０１（図１参照）を切り出す。
【００２１】続いて、上記ダイシング方向と直角方向に
ダイシングを行い、短冊片１０１からチップ１０２を切
り出す。この時、例えば、図１（ｂ）の矢印Ａ１、Ａ２
方向にブレードを作用させると、ダイシングの際に切削
面にキズが形成されるため、切り出されたチップ１０２
の平面図及び右側面図は、それぞれ図３（ａ）及び
（ｂ）に示される形状になる。このように、チップ１０
２の端面102a、102bには、一面にキズが形成され、端面
102a、102bは凹凸状となっている。
ダイシングを行い、短冊片１０１からチップ１０２を切
り出す。この時、例えば、図１（ｂ）の矢印Ａ１、Ａ２
方向にブレードを作用させると、ダイシングの際に切削
面にキズが形成されるため、切り出されたチップ１０２
の平面図及び右側面図は、それぞれ図３（ａ）及び
（ｂ）に示される形状になる。このように、チップ１０
２の端面102a、102bには、一面にキズが形成され、端面
102a、102bは凹凸状となっている。
【００２２】続いて、ダイシングにより切り出されたチ
ップ１０２の端面102a、102bに対して、研磨材としてダ
イヤモンド研磨材（スラリー）を用いてラッピングを行
う。このラッピング工程では、スラリーの粒径を９μ
ｍ、６μｍ、３μｍ、１μｍの順で変化させ、それぞれ
数分から１時間程度の研磨が行われる。この工程によ
り、端面101a、101bの加工ひずみ層のばらつきが矯正さ
れる。
ップ１０２の端面102a、102bに対して、研磨材としてダ
イヤモンド研磨材（スラリー）を用いてラッピングを行
う。このラッピング工程では、スラリーの粒径を９μ
ｍ、６μｍ、３μｍ、１μｍの順で変化させ、それぞれ
数分から１時間程度の研磨が行われる。この工程によ
り、端面101a、101bの加工ひずみ層のばらつきが矯正さ
れる。
【００２３】さらに、上記ラッピング工程が施された端
面102a、102bに対して、ラッピング工程で用いられたス
ラリーより粒径の小さいスラリーを用いてポリッシング
を行う。このポリッシング工程では、スラリーの粒径を
1.0 μｍ、0.125 μｍ、0.05μｍの順で変化させ、それ
ぞれ数分から１時間程度の研磨が行われる。この工程に
より、端面102a、102bは表面粗さが数百Åの鏡面状態に
仕上げられる。
面102a、102bに対して、ラッピング工程で用いられたス
ラリーより粒径の小さいスラリーを用いてポリッシング
を行う。このポリッシング工程では、スラリーの粒径を
1.0 μｍ、0.125 μｍ、0.05μｍの順で変化させ、それ
ぞれ数分から１時間程度の研磨が行われる。この工程に
より、端面102a、102bは表面粗さが数百Åの鏡面状態に
仕上げられる。
【００２４】このようにして端面102a、102bが鏡面状態
に形成された半導体レーザダイオードチップ１０２の平
面図、正面図及び右側面図をそれぞれ図４（ａ）、
（ｂ）及び（ｃ）に示す。図４に見られるように、チッ
プ１０２の端面102a、102bをラッピングした後にポリッ
シングすることによって、ダイシング時に端面102a、10
2bに一様に形成された凹凸を除去でき、端面102a、102b
を表面粗さが数百μｍの鏡面状態に仕上げることができ
る。
に形成された半導体レーザダイオードチップ１０２の平
面図、正面図及び右側面図をそれぞれ図４（ａ）、
（ｂ）及び（ｃ）に示す。図４に見られるように、チッ
プ１０２の端面102a、102bをラッピングした後にポリッ
シングすることによって、ダイシング時に端面102a、10
2bに一様に形成された凹凸を除去でき、端面102a、102b
を表面粗さが数百μｍの鏡面状態に仕上げることができ
る。
【００２５】特に、本実施例では、クラッド層６１及び
コンタクト層６２の膜厚をそれぞれ1.0 μｍ及び4.0 μ
ｍとし、活性層５の上面５ａの深さがコンタクト層６２
の上面６２ａから５μｍに設けられる構成としているた
め、活性層５の端面５ｂ、５ｃの平滑度及び平坦度を確
保することができる。即ち、活性層５の上面５ａの深さ
がコンタクト層６２の上面６２ａから５μｍ以上に設け
ることにより、研磨時に端面102a、102bのエッジ部に発
生するダレ部102cやマイクロチッピングによる欠け部10
2dが活性層５の端面５ｂ、５ｃに達することがなく、端
面５ｂ、５ｃの平滑度及び平坦度を確保することができ
る。
コンタクト層６２の膜厚をそれぞれ1.0 μｍ及び4.0 μ
ｍとし、活性層５の上面５ａの深さがコンタクト層６２
の上面６２ａから５μｍに設けられる構成としているた
め、活性層５の端面５ｂ、５ｃの平滑度及び平坦度を確
保することができる。即ち、活性層５の上面５ａの深さ
がコンタクト層６２の上面６２ａから５μｍ以上に設け
ることにより、研磨時に端面102a、102bのエッジ部に発
生するダレ部102cやマイクロチッピングによる欠け部10
2dが活性層５の端面５ｂ、５ｃに達することがなく、端
面５ｂ、５ｃの平滑度及び平坦度を確保することができ
る。
【００２６】ここで、図５（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）
に、活性層１５の上面１５ａの深さがコンタクト層162
の上面162aから５μｍ以下（図５では２μｍ）に設けら
れたチップ２０２の平面図、正面図及び右側面図をそれ
ぞれ示す。図５に見られるように、活性層１５の上面１
５ａの深さがコンタクト層162 の上面162aから５μｍ未
満であると、研磨時に端面202a、202bのエッジ部に発生
するダレ部202cや欠け部202dが活性層１５の端面１５
ｂ、１５ｃに達する恐れがあり、チップ２０２は良好な
レーザ発光が得られにくい。よって、本実施例のよう
に、活性層５の上面５ａの深さをコンタクト層６２の上
面６２ａから５μｍに設けることにより、研磨時に端面
102a、102bのエッジ部に発生するダレ部102cや欠け部10
2dが活性層５の端面５ｂ、５ｃに達することがなく、活
性層５の端面５ｂ、５ｃの平滑度及び平坦度を確保でき
る。
に、活性層１５の上面１５ａの深さがコンタクト層162
の上面162aから５μｍ以下（図５では２μｍ）に設けら
れたチップ２０２の平面図、正面図及び右側面図をそれ
ぞれ示す。図５に見られるように、活性層１５の上面１
５ａの深さがコンタクト層162 の上面162aから５μｍ未
満であると、研磨時に端面202a、202bのエッジ部に発生
するダレ部202cや欠け部202dが活性層１５の端面１５
ｂ、１５ｃに達する恐れがあり、チップ２０２は良好な
レーザ発光が得られにくい。よって、本実施例のよう
に、活性層５の上面５ａの深さをコンタクト層６２の上
面６２ａから５μｍに設けることにより、研磨時に端面
102a、102bのエッジ部に発生するダレ部102cや欠け部10
2dが活性層５の端面５ｂ、５ｃに達することがなく、活
性層５の端面５ｂ、５ｃの平滑度及び平坦度を確保でき
る。
【００２７】この活性層５の端面５ｂ、５ｃの平滑度及
び平坦度が確保されたチップ１０２の発振特性は、中心
波長が約495nm で、数本の縦モードの微細スペクトルで
あることが確認され、良好なレーザ発光が得られること
がわかった。この時の発振条件は、環境温度が-100℃、
閾値電流密度が約20KA/cm2、デューティ比が0.5%、電流
パルス幅が200nsec である。
び平坦度が確保されたチップ１０２の発振特性は、中心
波長が約495nm で、数本の縦モードの微細スペクトルで
あることが確認され、良好なレーザ発光が得られること
がわかった。この時の発振条件は、環境温度が-100℃、
閾値電流密度が約20KA/cm2、デューティ比が0.5%、電流
パルス幅が200nsec である。
【００２８】本実施例では、クラッド層６１、コンタク
ト層６２の膜厚をそれぞれ1.0 μｍ、4.0 μｍとした
が、光閉じ込めの効果を上げるためにクラッド層６１は
0.5 μｍ以上で、かつ、活性層５の上面５ａの深さがコ
ンタクト層６２の上面６２ａから５μｍ以上であれば、
クラッド層６１、コンタクト層６２の膜厚は限定しな
い。
ト層６２の膜厚をそれぞれ1.0 μｍ、4.0 μｍとした
が、光閉じ込めの効果を上げるためにクラッド層６１は
0.5 μｍ以上で、かつ、活性層５の上面５ａの深さがコ
ンタクト層６２の上面６２ａから５μｍ以上であれば、
クラッド層６１、コンタクト層６２の膜厚は限定しな
い。
【００２９】本実施例では、GaN 層３の膜厚を2.2 μｍ
としたが、抵抗を小さくするために、GaN 層３の膜厚は
２μｍ以上必要である。このチップ１０２は、トータル
の厚さが約８μｍ程度で、表面にクラックを発生させる
ことなく形成することができる。
としたが、抵抗を小さくするために、GaN 層３の膜厚は
２μｍ以上必要である。このチップ１０２は、トータル
の厚さが約８μｍ程度で、表面にクラックを発生させる
ことなく形成することができる。
【００３０】尚、本実施例では、ダイサーを用いてウエ
ハ１００からチップ１０２を切り出す構成としたが、ス
クライバーを用いて、ウエハ１００の一方の面上または
両方の面上にスクライブラインを形成し、そのスクライ
ブラインに沿ってローラにより圧力を加えてブレーキン
グを行い、チップ１０２を切り出し、端面102a、102bを
研磨する構成としてもよい。また、本実施例では、基板
としてサファイアを用いているが、本発明はこれに限定
されるものではなく、シリコン、6H-SiC、GaN 等を基板
に用いてもよい。
ハ１００からチップ１０２を切り出す構成としたが、ス
クライバーを用いて、ウエハ１００の一方の面上または
両方の面上にスクライブラインを形成し、そのスクライ
ブラインに沿ってローラにより圧力を加えてブレーキン
グを行い、チップ１０２を切り出し、端面102a、102bを
研磨する構成としてもよい。また、本実施例では、基板
としてサファイアを用いているが、本発明はこれに限定
されるものではなく、シリコン、6H-SiC、GaN 等を基板
に用いてもよい。
【００３１】上記に示されるように本発明によれば、３
族窒化物半導体（AlX GaY In1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=を含
む）から成り、活性層が上下両側からクラッド層で挟ま
れた３層構造を有する半導体発光素子において、活性層
の端面を研磨することにより鏡面状態に形成することに
より、活性層の端面に凹凸縞が形成されることなく、活
性層の端面を鏡面状態に仕上げることができ、半導体発
光素子の良好なレーザ発光が得られる。また、活性層の
上面の深さを、３族窒化物半導体の最上層の上面から５
μｍ以上とすることにより、研磨によって端面のエッジ
部に生じるダレやマイクロチッピングによる欠けが活性
層の端面に達することがなく、平滑度及び平坦度の優れ
た端面とすることができ、より良好なレーザ発光が得ら
れる。
族窒化物半導体（AlX GaY In1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=を含
む）から成り、活性層が上下両側からクラッド層で挟ま
れた３層構造を有する半導体発光素子において、活性層
の端面を研磨することにより鏡面状態に形成することに
より、活性層の端面に凹凸縞が形成されることなく、活
性層の端面を鏡面状態に仕上げることができ、半導体発
光素子の良好なレーザ発光が得られる。また、活性層の
上面の深さを、３族窒化物半導体の最上層の上面から５
μｍ以上とすることにより、研磨によって端面のエッジ
部に生じるダレやマイクロチッピングによる欠けが活性
層の端面に達することがなく、平滑度及び平坦度の優れ
た端面とすることができ、より良好なレーザ発光が得ら
れる。
【図１】本発明に係わる第一実施例における半導体レー
ザダイオードの短冊片の正面断面図（ａ）及び右側面図
（ｂ）を示した模式図。
ザダイオードの短冊片の正面断面図（ａ）及び右側面図
（ｂ）を示した模式図。
【図２】本発明に係わる第一実施例における半導体レー
ザダイオードのウエハの平面図（ａ）及び正面図（ｂ）
を示した模式図。
ザダイオードのウエハの平面図（ａ）及び正面図（ｂ）
を示した模式図。
【図３】本発明に係わる第一実施例において、ダイシン
グにより形成された半導体レーザダイオードのチップの
平面図（ａ）及び右側面図（ｂ）を示した模式図。
グにより形成された半導体レーザダイオードのチップの
平面図（ａ）及び右側面図（ｂ）を示した模式図。
【図４】本発明に係わる第一実施例において、端面が研
磨されたチップの平面図（ａ）、正面図（ｂ）及び右側
面図（ｃ）を示した模式図。
磨されたチップの平面図（ａ）、正面図（ｂ）及び右側
面図（ｃ）を示した模式図。
【図５】活性層の上面の深さがをコンタクト層の上面か
ら２μｍに設けられ、端面が研磨されたチップの平面図
（ａ）、正面図（ｂ）及び右側面図（ｃ）を示した模式
図。
ら２μｍに設けられ、端面が研磨されたチップの平面図
（ａ）、正面図（ｂ）及び右側面図（ｃ）を示した模式
図。
【図６】従来方法によって端面が形成されたチップの平
面図（ａ）、正面図（ｂ）及び右側面図（ｃ）を示した
模式図。
面図（ａ）、正面図（ｂ）及び右側面図（ｃ）を示した
模式図。
１ サファイア基板 ２ バッファ層(AlN) ３ GaN 層 ４ クラッド層(Al0.08Ga0.92N; ｎ層） ５ 活性層（In0.08Ga0.92N ） ６１ クラッド層(Al0.08Ga0.92N; ｐ層） ６２ コンタクト層(GaN) ７ SiO2層 ８ａ、８ｂ 電極層 １００ 半導体レーザダイオードウエハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 史郎 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 永井 誠二 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】３族窒化物半導体（AlX GaY In1-X-Y N;X=
0,Y=0,X=Y=を含む）から成り、活性層が上下両側からク
ラッド層で挟まれた３層構造を有する半導体発光素子に
おいて、 前記活性層の端面が研磨されることにより鏡面状態に形
成されたことを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項２】前記活性層の上面の深さは、前記３族窒化
物半導体の最上層の上面から５μｍ以上であることを特
徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14953195A JPH08321662A (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14953195A JPH08321662A (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08321662A true JPH08321662A (ja) | 1996-12-03 |
Family
ID=15477180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14953195A Pending JPH08321662A (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08321662A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0926784A2 (en) * | 1997-12-27 | 1999-06-30 | Hewlett-Packard Company | Method of fabricating opto-electronic devices |
| JP2001322899A (ja) * | 2000-05-11 | 2001-11-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化ガリウム系化合物半導体基板及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-05-24 JP JP14953195A patent/JPH08321662A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0926784A2 (en) * | 1997-12-27 | 1999-06-30 | Hewlett-Packard Company | Method of fabricating opto-electronic devices |
| EP0926784A3 (en) * | 1997-12-27 | 2000-06-14 | Hewlett-Packard Company | Method of fabricating opto-electronic devices |
| JP2001322899A (ja) * | 2000-05-11 | 2001-11-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化ガリウム系化合物半導体基板及びその製造方法 |
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