JPH1041585A - Manufacture of group iii nitride semiconductor laser diode - Google Patents

Manufacture of group iii nitride semiconductor laser diode

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JPH1041585A
JPH1041585A JP20797896A JP20797896A JPH1041585A JP H1041585 A JPH1041585 A JP H1041585A JP 20797896 A JP20797896 A JP 20797896A JP 20797896 A JP20797896 A JP 20797896A JP H1041585 A JPH1041585 A JP H1041585A
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JP
Japan
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etching
laser diode
layer
face
group iii
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Pending
Application number
JP20797896A
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Japanese (ja)
Inventor
Shiro Yamazaki
史郎 山崎
Seiji Nagai
誠二 永井
Masayoshi Koike
正好 小池
Isamu Akasaki
勇 赤崎
Hiroshi Amano
浩 天野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyoda Gosei Co Ltd
Original Assignee
Toyoda Gosei Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To elongate the life of an element by raising the specular degree at the end face of the resonator of a laser diode, and preventing the light absorption at the end face, and suppressing the rise of element temperature. SOLUTION: To form the electrode to the lower layer of a laser diode 100, etching to expose a part of the lower layer by etching a part of the upper layer is performed, and then electrodes in the upper layer and the lower layer are made, and then the dry etching by the RIBE(reactive ion beam etching) for formation of the end face of a resonator is performed. Wet etching is performed by KOH or the like to the end face after that. Hereby, the damaged layer at the end face made by dry etching is removed, consequently the specular degree of the end face rises, and the light absorption is suppressed. Therefore, the rise of element temperature is suppressed, and the life of the element is elongated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は3族窒化物半導体を
用いたレーザダイオードの製造方法に関する。特に、レ
ーザ−ダイオードの共振器の端面の形成方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a laser diode using a group III nitride semiconductor. In particular, it relates to a method for forming an end face of a laser-diode resonator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、サファイア基板上に窒化ガリウム
系化合物半導体(AlGaInN )から成る各層を形成して青
色発光ダイオード(LED) ,青色レーザダイオード(LD)と
した素子が知られている。レーザダイオード(LD)の光を
効率よく反射させて発振させるためには、共振器端面の
垂直度及び平行度を高く保つ必要がある。この共振器端
面を精度よく形成するためには、へき開によるのが良い
が、上記素子では基板と素子層とが異種物質で形成され
ているためにへき開は困難である。このため、ドライエ
ッチッグにより端面を形成することが行われている。
2. Description of the Related Art Heretofore, there has been known an element formed of a gallium nitride compound semiconductor (AlGaInN) on a sapphire substrate to form a blue light emitting diode (LED) or a blue laser diode (LD). In order to efficiently reflect and oscillate the light of the laser diode (LD), it is necessary to keep the perpendicularity and parallelism of the cavity end face high. Cleavage is preferably used to form the resonator end face with high precision. However, in the above-described device, cleavage is difficult because the substrate and the device layer are formed of different materials. For this reason, an end face is formed by dry etching.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
ドライエッチングで共振器の端面を形成した場合には、
端面がイオンによるダメージを受けて欠陥が発生する結
果、端面で光が吸収され、光吸収による端面での発熱の
結果、素子の温度が上昇し、素子が劣化するという問題
があった。
However, when the end face of the resonator is formed by dry etching as described above,
As a result, the end face is damaged by ions to generate defects, light is absorbed at the end face, and heat is generated at the end face due to light absorption. As a result, there is a problem that the temperature of the element rises and the element deteriorates.

【0004】本発明は上記の課題を解決するために成さ
れたものであり、その目的は、レーザダイオードにおけ
る共振器端面の表面鏡面度を向上させ、端面での光吸収
を防止することで、素子の温度上昇を防止し、素子寿命
を長期化させることである。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to improve the surface mirrorness of a cavity facet of a laser diode and prevent light absorption at the facet. The purpose is to prevent the temperature of the element from rising and to prolong the life of the element.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】その目的を達成するため
の発明の特徴は、基板上に3族窒化物半導体から成るp
層とn層とを形成した3族窒化物半導体レーザダイオー
ドの製造方法において、基板上に3族窒化物半導体から
成る各層を形成し、共振器の端面を形成するために各層
をドライエッチングし、ドライエッチングされた端面を
エッチング液によりウエットエッチングすることを特徴
とする。この結果、ドライエッチングで共振器端面に与
えられたダメージがウエットエッチングで除去されるた
めに、端面の鏡面度が向上し、端面での光吸収が防止さ
れる。よって、素子の発熱が防止される結果、素子寿命
が長期化する。
The feature of the invention for achieving the object is that a p-type nitride semiconductor made of a group III nitride semiconductor is formed on a substrate.
In a method for manufacturing a group III nitride semiconductor laser diode having a layer and an n layer, each layer made of a group III nitride semiconductor is formed on a substrate, and each layer is dry-etched to form an end face of the resonator. The dry-etched end face is wet-etched with an etchant. As a result, since the damage given to the cavity end face by dry etching is removed by wet etching, the specularity of the end face is improved, and light absorption at the end face is prevented. Therefore, the heat generation of the element is prevented, so that the life of the element is prolonged.

【0006】3族窒化物半導体は、望ましくは、AlxGaY
In1-X-YN(0≦X ≦1,0 ≦Y ≦1,0≦X+Y ≦1)で表される
物質であり、これにより、青色の短波長のレーザダイオ
ードを得ることができる。特に、半導体レーザダイオー
ドをAlx1Ga1-x1N から成るクラッド層とInx2Ga1-x2N か
ら成る活性層とすることで、青色のレーザ出力を向上さ
せることができる。又、ドライエッチングを反応性イオ
ンビームエッチング(RIBE)とすることで、効率良く端面
を形成することができる。さらに、望ましくは、反応性
イオンビームエッチングを、Cl2 ガスを用いたエッチン
グとすることで、エッチングレートの高いエッチングが
可能となる。そして、ドライエッチングの後の望ましい
ウエットエッチングとして、KOH 、又は、NaOHのエッチ
ング液を用いることができる。これにより、共振器端面
のドライエッチングにより生じた破壊層を効率良く除去
でき、端面の鏡面度を向上させることができる。
The group III nitride semiconductor is preferably Al x Ga Y
In 1-XYN (0 ≦ X ≦ 1,0 ≦ Y ≦ 1,0 ≦ X + Y ≦ 1), whereby a blue short-wavelength laser diode can be obtained. In particular, by using a semiconductor laser diode as a cladding layer made of Al x1 Ga 1-x1 N and an active layer made of In x2 Ga 1-x2 N, blue laser output can be improved. In addition, the end face can be efficiently formed by using the reactive ion beam etching (RIBE) as the dry etching. Further, desirably, reactive ion beam etching is performed using Cl 2 gas, so that etching with a high etching rate can be performed. As a desirable wet etching after the dry etching, an etching solution of KOH or NaOH can be used. This makes it possible to efficiently remove the destruction layer generated by dry etching of the resonator end face, and to improve the mirror finish of the end face.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施例に
基づいて説明する。なお本発明は下記実施例に限定され
るものではない。図1において、レーザダイオード10
0は、サファイア基板1を有しており、そのサファイア
基板1上に500 ÅのAlN のバッファ層2が形成されてい
る。そのバッファ層2の上には、順に、膜厚約2.2 μ
m、電子濃度2 ×1018/cm3、Si濃度4 ×1018/cm3のシリ
コンドープGaN から成る高キャリア濃度n+ 層3、膜厚
約1.0 μm、電子濃度 2×1018/cm3、Si濃度 4×1018/c
m3のシリコンドープのAl0.08Ga0.92N から成るn伝導型
のクラッド層4、膜厚約0.05μmのIn0.08Ga0.92N から
成る活性層5、膜厚約1.0 μm、ホール濃度5 ×1017/c
m3、濃度1 ×1020/cm3にマグネシウムがドープされたAl
0.08Ga0.92N から成るp伝導型のクラッド層61、膜厚
約0.2 μm、ホール濃度 7×1017/cm3、マグネシウム濃
度 2×1020/cm3のマグネシウムドープのGaN から成るコ
ンタクト層62が形成されている。そして、コンタクト
層62上にはSiO2層9が形成され、SiO2層9の窓部を介
してコンタクト層62に接合するNiから成る電極7が形
成されている。さらに、高キャリア濃度n+ 層3の上に
その層3に接合するNiから成る電極8が形成されてい
る。又、電極7と電極8との短絡を防止するために溝1
0が形成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described based on specific embodiments. The present invention is not limited to the following examples. In FIG. 1, a laser diode 10
No. 0 has a sapphire substrate 1 on which a buffer layer 2 of AlN of 500 ° is formed. On the buffer layer 2, a film thickness of about 2.2 μm
m, an electron concentration 2 × 10 18 / cm 3, Si concentration 4 × 10 18 / cm high carrier concentration comprising a silicon-doped GaN of 3 n + layer 3, a thickness of about 1.0 [mu] m, an electron concentration 2 × 10 18 / cm 3 , Si concentration 4 × 10 18 / c
An n-conductivity type cladding layer 4 made of m 3 silicon-doped Al 0.08 Ga 0.92 N, an active layer 5 made of In 0.08 Ga 0.92 N having a thickness of about 0.05 μm, a thickness of about 1.0 μm, and a hole concentration of 5 × 10 17 / c
m 3 , Al doped with magnesium at a concentration of 1 × 10 20 / cm 3
A p-type cladding layer 61 made of 0.08 Ga 0.92 N, a contact layer 62 made of magnesium-doped GaN having a thickness of about 0.2 μm, a hole concentration of 7 × 10 17 / cm 3 and a magnesium concentration of 2 × 10 20 / cm 3 are formed. Is formed. Then, an SiO 2 layer 9 is formed on the contact layer 62, and an electrode 7 made of Ni that is joined to the contact layer 62 through the window of the SiO 2 layer 9 is formed. Further, an electrode 8 made of Ni is formed on the high carrier concentration n + layer 3 to be joined to the layer 3. In order to prevent a short circuit between the electrode 7 and the electrode 8, the groove 1 is used.
0 is formed.

【0008】次に、この構造のレーザダイオード100
の製造方法について説明する。ウエハのサファイア基板
1上に図2に示すように、順次、各層が形成される。上
記レーザダイオード100は、有機金属化合物気相成長
法( 以下「M0VPE 」と記す)による気相成長により製造
された。用いられたガスは、NH3 とキャリアガスH2又は
N2とトリメチルガリウム(Ga(CH3)3)(以下「TMG 」と記
す) とトリメチルアルミニウム(Al(CH3)3)(以下「TM
A」と記す) とトリメチルインジウム(In(CH3)3)(以下
「TMI 」と記す) と、シラン(SiH4)とシクロペンタジエ
ニルマグネシウム(Mg(C5H5)2)(以下「CP2Mg 」と記す)
である。
Next, the laser diode 100 having this structure will be described.
A method of manufacturing the device will be described. Each layer is sequentially formed on the sapphire substrate 1 of the wafer as shown in FIG. The laser diode 100 was manufactured by vapor phase growth using a metal organic compound vapor phase epitaxy method (hereinafter, referred to as "M0VPE"). The gas used was NH 3 and carrier gas H 2 or
N 2 and trimethyl gallium (Ga (CH 3) 3) ( hereinafter referred to as "TMG") and trimethylaluminum (Al (CH 3) 3) ( hereinafter "TM
A)), trimethylindium (In (CH 3 ) 3 ) (hereinafter referred to as “TMI”), silane (SiH 4 ) and cyclopentadienyl magnesium (Mg (C 5 H 5 ) 2 ) (hereinafter “ CP 2 Mg ”)
It is.

【0009】まず、有機洗浄及び熱処理により洗浄した
a面を主面とする厚さ100 〜400 μmの単結晶のサファ
イア基板1をM0VPE 装置の反応室に載置されたサセプタ
に装着する。次に、常圧でH2を流速2 liter/分で反応室
に流しながら温度1100℃でサファイア基板1を気相エッ
チングした。
First, a 100-400 μm-thick single-crystal sapphire substrate 1 whose main surface is an a-surface cleaned by organic cleaning and heat treatment is mounted on a susceptor placed in a reaction chamber of an MOVPE apparatus. Next, the sapphire substrate 1 was subjected to gas phase etching at a temperature of 1100 ° C. while flowing H 2 at a flow rate of 2 liter / min at normal pressure into the reaction chamber.

【0010】次に、温度を 400℃まで低下させて、H2
20 liter/分、NH3 を10 liter/分、TMA を 1.8×10-5
モル/分で供給してAlN のバッファ層2が約 500Åの厚
さに形成された。次に、サファイア基板1の温度を1150
℃に保持し、H2を20 liter/分、NH3 を10 liter/分、
TMG を 1.7×10-4ル/分、H2ガスにより0.86ppm に希釈
されたシランを200ml/分で30分供給して、膜厚約2.2
μm、電子濃度 2×1018/cm3、Si濃度4 ×1018/cm3のの
シリコンドープのGaN から成る高キャリア濃度n+ 層3
を形成した。
[0010] Next, by lowering the temperature to 400 ° C., and H 2
20 liter / min, NH 3 10 liter / min, TMA 1.8 × 10 -5
Supplying at mol / min, an AlN buffer layer 2 was formed to a thickness of about 500 °. Next, the temperature of the sapphire substrate 1 was set to 1150
° C, H 2 at 20 liter / min, NH 3 at 10 liter / min,
TMG was supplied at 1.7 × 10 −4 l / min, and silane diluted to 0.86 ppm with H 2 gas was supplied at 200 ml / min for 30 minutes to obtain a film thickness of about 2.2 μm.
[mu] m, an electron concentration 2 × 10 18 / cm 3, Si concentration 4 × 10 18 / cm high carrier concentration of GaN of silicon doped of the 3 n + layer 3
Was formed.

【0011】次に、サファイア基板1の温度を1100℃に
保持し、N2又はH2を10 liter/分、NH3 を 10liter/
分、TMG を1.12×10-4モル/分、TMA を0.47×10-4モル
/分、及び、H2ガスにより0.86ppm に希釈されたシラン
を10×10-9mol/分で、60分供給して、膜厚約1 μm、電
子濃度 2×1018/cm3、Si濃度 4×1018/cm3のシリコンド
ープのAl0.08Ga0.92N から成るn伝導型のクラッド層4
を形成した。
Next, the temperature of the sapphire substrate 1 is maintained at 1100 ° C., N 2 or H 2 is 10 liter / min, and NH 3 is 10 liter / min.
Min, TMG 1.12 × 10 -4 mol / min, 0.47 × 10 -4 mol / min TMA, and, 0.86 ppm diluted silane 10 × 10 -9 mol / min to the H 2 gas, 60 minutes Supplied, an n-conductivity type cladding layer 4 made of silicon-doped Al 0.08 Ga 0.92 N having a film thickness of about 1 μm, an electron concentration of 2 × 10 18 / cm 3 and a Si concentration of 4 × 10 18 / cm 3
Was formed.

【0012】続いて、温度を850 ℃に保持し、N2又はH2
を20 liter/分、NH3 を 10liter/分、TMG を1.53×10
-4モル/分、及び、TMI を0.02×10-4モル/分で、6 分
間供給して0.05μmのIn0.08Ga0.92N から成る活性層5
を形成した。
Subsequently, the temperature is maintained at 850 ° C. and N 2 or H 2
20 liter / min, NH 3 10 liter / min, TMG 1.53 × 10
-4 mol / min and 0.02 × 10 -4 mol / min of TMI supplied for 6 minutes to form an active layer 5 of 0.05 μm In 0.08 Ga 0.92 N.
Was formed.

【0013】続いて、温度を1100℃に保持し、N2又はH2
を20 liter/分、NH3 を 10liter/分、TMG を1.12×10
-4モル/分、TMA を0.47×10-4モル/分、及び、CP2Mg
を2×10-4モル/分で60分間導入し、膜厚約1.0 μmの
マグネシウム(Mg)ドープのAl0.08Ga0.92N から成るp伝
導型のクラッド層61を形成した。クラッド層61のマ
グネシウムの濃度は1 ×1020/cm3である。この状態で
は、クラッド層61は、まだ、抵抗率108 Ωcm以上の絶
縁体である。
Subsequently, the temperature is maintained at 1100 ° C. and N 2 or H 2
20 liter / min, NH 3 10 liter / min, TMG 1.12 × 10
-4 mol / min, 0.47 × 10 -4 mol / min of TMA and CP 2 Mg
Was introduced at 2 × 10 -4 mol / min for 60 minutes to form a p-type cladding layer 61 of magnesium (Mg) -doped Al 0.08 Ga 0.92 N having a thickness of about 1.0 μm. The concentration of magnesium in the cladding layer 61 is 1 × 10 20 / cm 3 . In this state, the cladding layer 61 is still an insulator having a resistivity of 10 8 Ωcm or more.

【0014】続いて、温度を1100℃に保持し、N2又はH2
を20 liter/分、NH3 を 10liter/分、TMG を1.12×10
-4モル/分、及び、CP2Mg を 4×10-4モル/分の割合で
4分間導入し、膜厚約0.2 μmのマグネシウム(Mg)ドー
プのGaN から成るコンタクト層62を形成した。コンタ
クト層62のマグネシウムの濃度は 2×1020/cm3であ
る。この状態では、コンタクト層62は、まだ、抵抗率
108 Ωcm以上の絶縁体である。
Subsequently, the temperature is maintained at 1100 ° C. and N 2 or H 2
20 liter / min, NH 3 10 liter / min, TMG 1.12 × 10
-4 mol / min and CP 2 Mg at a rate of 4 × 10 -4 mol / min
This was introduced for 4 minutes to form a contact layer 62 made of GaN doped with magnesium (Mg) and having a thickness of about 0.2 μm. The magnesium concentration of the contact layer 62 is 2 × 10 20 / cm 3 . In this state, the contact layer 62 still has a resistivity
It is an insulator of 10 8 Ωcm or more.

【0015】次に、電子線照射装置を用いて、コンタク
ト層62、クラッド層61に一様に電子線を照射した。
電子線の照射条件は、加速電圧約10KV、試料電流1 μ
A、ビームの移動速度0.2mm/sec 、ビーム径60μmφ、
真空度5.0 ×10-5Torrである。この電子線の照射によ
り、コンタクト層62、クラッド層61は、それぞれ、
ホール濃度 7×1017/cm3, 5×1017/cm3、抵抗率 2Ωc
m,0.8 Ωcm のp伝導型半導体となった。このように
して、多層構造のウエハが得られた。
Next, the contact layer 62 and the cladding layer 61 were uniformly irradiated with an electron beam using an electron beam irradiation apparatus.
Electron beam irradiation conditions are: acceleration voltage of about 10 KV, sample current of 1 μ
A, beam moving speed 0.2mm / sec, beam diameter 60μmφ,
The degree of vacuum is 5.0 × 10 −5 Torr. By the irradiation of the electron beam, the contact layer 62 and the cladding layer 61 respectively
Hall concentration 7 × 10 17 / cm 3 , 5 × 10 17 / cm 3 , resistivity 2Ωc
m, 0.8 Ωcm p-type semiconductor. Thus, a wafer having a multilayer structure was obtained.

【0016】次に、図2に示すように、コンタクト層6
2の上に、スパッタリングによりSiO2層9を2000Åの厚
さに形成し、そのSiO2層9上にフォトレジスト11を塗
布した。そして、図3に示すように、フォトリソグラフ
により、コンタクト層62上において、高キャリア濃度
+ 層3に対する電極形成部位Aと溝10の形成部位B
のフォトレジスト11を除去した。次に、フォトレジス
ト11によって覆われていないSiO2層9をフッ化水素酸
系エッチング液で除去した。
Next, as shown in FIG.
An SiO 2 layer 9 having a thickness of 2000 ° was formed on the sample 2 by sputtering, and a photoresist 11 was applied on the SiO 2 layer 9. Then, as shown in FIG. 3, on the contact layer 62, the electrode formation site A and the trench B formation site B for the high carrier concentration n + layer 3 are formed by photolithography, as shown in FIG.
Of the photoresist 11 was removed. Next, the SiO 2 layer 9 not covered with the photoresist 11 was removed with a hydrofluoric acid-based etchant.

【0017】次に、フォトレジスト11及びSiO2層9に
よって覆われていない部位A,B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 でBCl3ガスを10 ml/分の
割合で供給しドライエッチングした後、Arでドライエッ
チングした。この工程で、図4に示すように、高キャリ
ア濃度n+ 層3に対する電極取出しのための孔Aと溝1
0が形成された。
Next, the contact layers 62 at the portions A and B which are not covered by the photoresist 11 and the SiO 2 layer 9,
The cladding layer 61, the active layer 5, and the cladding layer 4 were set at a vacuum of 0.
Dry etching was performed by supplying BCl 3 gas at a rate of 10 ml / min at 04 Torr and a high frequency power of 0.44 W / cm 2 , followed by dry etching with Ar. In this step, as shown in FIG. 4, a hole A and a groove 1 for taking out an electrode from the high carrier concentration n + layer 3 are formed.
0 was formed.

【0018】次に、残されたSiO2層9のコンタクト層6
2の上部において、フォトレジストの塗布、フォトリソ
グラフィ工程、湿式エッチングを行い、図5に示すよう
に、SiO2層9のコンタクト層62の電極形成部位に窓9
Aを形成した。
Next, the contact layer 6 of the remaining SiO 2 layer 9
In 2 of the top coating of photoresist, it performs a photolithography process, a wet etching, as shown in FIG. 5, a window 9 in the electrode formation region of the contact layer 62 of SiO 2 layer 9
A was formed.

【0019】次に、ウエハの上全面に、一様にNiを蒸着
し、フォトレジストの塗布、フォトリソグラフィ工程、
エッチング工程を経て、図6に示すように、高キャリア
濃度n+ 層3及びコンタクト層62に対する電極8,7
を形成した。
Next, Ni is uniformly deposited on the entire upper surface of the wafer, a photoresist is applied, a photolithography process is performed,
After the etching step, as shown in FIG. 6, the electrodes 8, 7 for the high carrier concentration n + layer 3 and the contact layer 62 are formed.
Was formed.

【0020】次に、共振器端面を形成するためのドライ
エッチングを次のように行った。ウエハの全上面に一様
にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィにより
レジストマスクを、共振器の長さ(y軸方向)の幅でx
軸方向に沿って残してx軸方向に沿った短冊形状とし
た。そして、そのレジストマスクにより、SiO2層9と電
極8,7を共振器の長さ(y軸方向)の幅だけ残した。
この状態で、図6に示すように、共振器の長さの幅でx
軸に沿って覆われたレジストマスク12が形成されてい
る。
Next, dry etching for forming a resonator end face was performed as follows. A photoresist is uniformly applied on the entire upper surface of the wafer, and a resist mask is formed by photolithography with a width of the length of the resonator (y-axis direction).
A strip shape along the x-axis direction is left along the axial direction. Then, the SiO 2 layer 9 and the electrodes 8 and 7 were left by the resist mask by the width of the resonator length (y-axis direction).
In this state, as shown in FIG.
A resist mask 12 covered along the axis is formed.

【0021】次に、真空度1mTorr、高周波電力400WでCl
2 ガスを6ml/分の割合で供給し、レジストマスク12で
覆われていない窓の部分をサファイア基板1が露出する
まで、反応性イオンビームエッチング(RIBE)によりドラ
イエッチングした。この後、レジストマスク12をマス
クとして、温度50℃に加熱したKOH 溶液に、上記構造
のウエハを浸漬して約2分間、ドライエッチングした端
面をウエットエッチングした。そして、レジストマスク
12を除去した後、純水にて、洗浄を行った。このよう
にして、図7に示すように、基板1に対する垂直度及び
端面間の平行度が高い活性層5の共振器端面Sが得られ
た。又、共振器端面SにおけるRIBEによるダメージ層が
ウエットエッチングにより除去された結果、その端面で
の光の吸収を防止することができ、発振しきい電流値が
低下すると共に素子の温度上昇を抑制でき、素子寿命を
長期化することができた。
Next, Cl at a vacuum of 1 mTorr and a high frequency power of 400 W
Two gases were supplied at a rate of 6 ml / min, and the windows not covered with the resist mask 12 were dry-etched by reactive ion beam etching (RIBE) until the sapphire substrate 1 was exposed. Thereafter, using the resist mask 12 as a mask, the wafer having the above structure was immersed in a KOH solution heated to a temperature of 50 ° C., and the dry-etched end face was wet-etched for about 2 minutes. Then, after removing the resist mask 12, cleaning was performed with pure water. In this way, as shown in FIG. 7, a resonator end face S of the active layer 5 having a high degree of perpendicularity to the substrate 1 and a high degree of parallelism between the end faces was obtained. Further, as a result of the removal of the damage layer due to the RIBE on the cavity facet S by wet etching, light absorption at the facet can be prevented, the oscillation threshold current value decreases, and the temperature rise of the element can be suppressed. Thus, the device life can be prolonged.

【0022】次に、共振器端面Sを保護するために、共
振器端面SにSiO2とTiO2との多層膜をスパッタリングに
より蒸着した。
Next, in order to protect the cavity facet S, a multilayer film of SiO 2 and TiO 2 was deposited on the cavity facet S by sputtering.

【0023】その後、上記の如く処理されたウエハをx
軸方向にスクライビングし、レーザの共振器の長さ方向
(y軸)に沿って短冊状にダイシンクし、その各短冊片
をスクライブ溝を利用してx軸方向に加圧切断して、図
1に示す構成のレーザダイオードチップを得た。
Thereafter, the wafer processed as described above is replaced with x
The wafer is scribed in the axial direction, die-synced in the shape of a strip along the length direction (y-axis) of the laser cavity, and each strip is pressed and cut in the x-axis direction using a scribe groove. Was obtained.

【0024】このようにして得たレーザダイオード10
0は、駆動電流は1000mAにて発光出力10mW,発振ピ
ーク波長 380nmであった。この構造のレーザダイオー
ドは、図1に示すように、電極7、8が同一平面上に形
成されているので、リードフレーム上のヒートシンクに
フエイスダウンで取付けることができる。よって、放熱
効果が高いので、レーザ出力を向上させることができる
と共に素子寿命を向上させることができる。
The laser diode 10 thus obtained
In the case of 0, the drive current was 1000 mA, the emission output was 10 mW, and the oscillation peak wavelength was 380 nm. In the laser diode having this structure, as shown in FIG. 1, since the electrodes 7 and 8 are formed on the same plane, the laser diode can be mounted face down on a heat sink on a lead frame. Therefore, since the heat radiation effect is high, the laser output can be improved and the element life can be improved.

【0025】尚、上記実施例において、ウエットエッチ
ングは、KOH 溶液の他、NaOH溶液等のアルカリ液を用い
ることも可能である。又、RIBEの反応性ガスにはCl2
他、BCl3, SiCl4,CCl4を用いることもできる。さらに、
ドライエッチングは、RIBEの他、反応性イオンエッチン
グ(RIE) 、イオンビームアシストエッチング(IBAE)でも
良い。
In the above embodiment, an alkaline solution such as a NaOH solution may be used for the wet etching, in addition to the KOH solution. In addition, BCl 3, SiCl 4, and CCl 4 can be used as the reactive gas of RIBE in addition to Cl 2 . further,
The dry etching may be reactive ion etching (RIE) or ion beam assisted etching (IBAE) in addition to RIBE.

【0026】さらに、活性層5はIn0.08Ga0.92N 、クラ
ッド層4、61はAl0.08Ga0.92N で構成したが、一般
式、AlxGaYIn1-X-YN(0≦X ≦1,0 ≦Y ≦1,0 ≦X+Y ≦1)
で表される2元、3元、4元の任意の3族窒化物半導体
を用いることができる。この時、活性層とクラッド層の
組成比は、ダブルヘテロ接合を形成する場合には、活性
層のバンドギャップがクラッド層のバンドギャップより
も狭くなり、格子定数が整合するように選択すれば良
い。又、4元の任意の3族窒化物半導体を用いる場合に
は、バンドギャップと格子定数を独立変化させることが
できるので、各層での格子定数を一致させたダブルヘテ
ロ接合が可能となる。ダブルヘテロ接合に構成するのが
望ましいが、本発明はダブルヘテロ接合に限定されるも
のではなく、シングルヘテロ接合、ホモ接合等であって
も良く、活性層に多重量子井戸構造、単一量子井戸構造
を採用しても良い。
The active layer 5 was composed of In 0.08 Ga 0.92 N and the cladding layers 4 and 61 were composed of Al 0.08 Ga 0.92 N. However, the general formula: Al x Ga Y In 1-XY N (0 ≦ X ≦ 1, 0 ≤Y ≤1,0 ≤X + Y ≤1)
Any of the binary, ternary and quaternary Group III nitride semiconductors represented by At this time, the composition ratio between the active layer and the cladding layer may be selected so that the band gap of the active layer is narrower than the band gap of the cladding layer and the lattice constant is matched when a double hetero junction is formed. . When an arbitrary quaternary Group III nitride semiconductor is used, the band gap and the lattice constant can be independently changed, so that a double heterojunction having the same lattice constant in each layer can be realized. Although it is desirable to form a double heterojunction, the present invention is not limited to a double heterojunction, but may be a single heterojunction, a homojunction, or the like. A structure may be adopted.

【0027】上記の実施例において、電極8の形成時の
エッチング工程のマスクには、SiO2の他、金属、レジス
ト等、ドライエッチングに対する耐エッチング性があ
り、下層のGaN 系の半導体に対して選択的にエッチング
又は剥離できるものなら採用できる。さらに、共振器端
面を形成するためのエンチング工程のマクスにはホォト
レジストを用いたが、その他、 SiO2 等のドライエッチ
ングに対する耐エッチング性があり、下層の電極7、8
に対して、選択的にエッチング又は剥離できるものなら
採用できる。
In the above embodiment, the mask in the etching step at the time of forming the electrode 8 has etching resistance to dry etching, such as a metal and a resist, in addition to SiO 2 . Any material that can be selectively etched or peeled can be employed. Further, although a photoresist is used as a mask in the enchanting step for forming the cavity end face, the lower electrodes 7 and 8 have etching resistance to dry etching of SiO 2 or the like.
In contrast, any material that can be selectively etched or peeled can be used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の具体的な実施例に係る発光ダイオード
の構成を示した構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a light emitting diode according to a specific embodiment of the present invention.

【図2】同実施例のレーザダイオードの製造工程を示し
た断面図。
FIG. 2 is a sectional view showing a manufacturing process of the laser diode of the embodiment.

【図3】同実施例のレーザダイオードの製造工程を示し
た断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing the manufacturing process of the laser diode of the embodiment.

【図4】同実施例のレーザダイオードの製造工程を示し
た断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing a manufacturing process of the laser diode according to the embodiment.

【図5】同実施例のレーザダイオードの製造工程を示し
た断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing the manufacturing process of the laser diode according to the embodiment.

【図6】同実施例のレーザダイオードの製造工程を示し
た斜視断面図。
FIG. 6 is a perspective sectional view showing the manufacturing process of the laser diode of the same embodiment.

【図7】同実施例のレーザダイオードの構造を示した斜
視断面図。
FIG. 7 is a perspective sectional view showing the structure of the laser diode of the same embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 …レーザダイオード 1…サファイア基板 2…バッファ層 3…高キャリア濃度n+ 層 4…クラッド層(n層) 5…活性層 61…クラッド層(p層) 62…コンタク層 7,8…金属電極 9…SiO2層 12…フォトレジスト100 laser diode 1 sapphire substrate 2 buffer layer 3 high carrier concentration n + layer 4 cladding layer (n layer) 5 active layer 61 cladding layer (p layer) 62 contact layer 7, 8 metal electrode 9: SiO 2 layer 12: Photoresist

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 小池 正好 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 赤崎 勇 愛知県名古屋市西区浄心1丁目1番38− 805 (72)発明者 天野 浩 愛知県名古屋市名東区山の手2丁目104 宝マンション山の手508号 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shiro Yamazaki, 1 Ochiai Nagahata, Kasuga-cho, Nishi-Kasugai-gun, Aichi Prefecture Inside Toyoda Gosei Co., Ltd. Inside Toyoda Gosei Co., Ltd. (72) Inventor Masayoshi Koike 1 Ogataai Nagahata, Kasuga-machi, Nishi-Kasugai-gun, Aichi Prefecture Inside Toyoda Gosei Co., Ltd. 72) Inventor Hiroshi Amano 2-104 Yamanote, Nagoya-shi, Nagoya, Aichi

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に3族窒化物半導体から成るp層
とn層とを形成した3族窒化物半導体レーザダイオード
の製造方法において、 前記基板上に3族窒化物半導体から成る各層を形成し、 共振器の端面を形成するために前記各層をドライエッチ
ングし、 ドライエッチングされた端面をエッチング液によるウエ
ットエッチングすることから成る3族窒化物半導体レー
ザダイオードの製造方法。
1. A method of manufacturing a group III nitride semiconductor laser diode in which a p-layer and an n-layer made of a group III nitride semiconductor are formed on a substrate, wherein each layer made of a group III nitride semiconductor is formed on the substrate. A method of manufacturing a group III nitride semiconductor laser diode, comprising dry-etching each of the layers to form an end face of the resonator, and wet-etching the dry-etched end face with an etching solution.
【請求項2】 前記3族窒化物半導体は、AlxGaYIn
1-X-YN(0≦X ≦1,0 ≦Y ≦1,0 ≦X+Y ≦1)であることを
特徴とする請求項1に記載の3族窒化物半導体レーザダ
イオードの製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the group III nitride semiconductor is Al x Ga Y In.
2. The method of manufacturing a group III nitride semiconductor laser diode according to claim 1, wherein 1-XYN (0 ≦ X ≦ 1,0 ≦ Y ≦ 1,0 ≦ X + Y ≦ 1). 3.
【請求項3】 前記ドライエッチングは反応性イオンビ
ームエッチング(RIBE)であることを特徴とする請求項1
に記載の3族窒化物半導体レーザダイオードの製造方
法。
3. The method of claim 1, wherein the dry etching is reactive ion beam etching (RIBE).
3. The method for manufacturing a group III nitride semiconductor laser diode according to item 1.
【請求項4】 前記反応性イオンビームエッチングは、
Cl2 ガスを用いたエッチングであることを特徴とする請
求項1に記載の3族窒化物半導体レーザダイオードの製
造方法。
4. The reactive ion beam etching,
Method for producing a group III nitride semiconductor laser diode according to claim 1, characterized in that the etching using Cl 2 gas.
【請求項5】 前記半導体レーザダイオードはAlx1Ga
1-x1N から成るクラッド層とInx2Ga1-x2N から成る活性
層とを有することを特徴とする請求項1に記載の3族窒
化物半導体レーザダイオードの製造方法。
Wherein said semiconductor laser diode is Al x1 Ga
Method for producing a group III nitride semiconductor laser diode according to claim 1, characterized in that it comprises a 1-x1 cladding layer consisting of N and an active layer made of In x2 Ga 1-x2 N.
【請求項6】 前記ウエットエッチングは、KOH 、又
は、NaOHのエッチング液で行われることを特徴とする請
求項1に記載の3族窒化物半導体レーザダイオードの製
造方法。
6. The method according to claim 1, wherein the wet etching is performed with an etching solution of KOH or NaOH.
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