KR20070015062A - 반도체 레이저 소자 - Google Patents

반도체 레이저 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20070015062A
KR20070015062A KR1020060071341A KR20060071341A KR20070015062A KR 20070015062 A KR20070015062 A KR 20070015062A KR 1020060071341 A KR1020060071341 A KR 1020060071341A KR 20060071341 A KR20060071341 A KR 20060071341A KR 20070015062 A KR20070015062 A KR 20070015062A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dielectric film
film
semiconductor laser
nitride semiconductor
laser device
Prior art date
Application number
KR1020060071341A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101368058B1 (ko
Inventor
마나오 오찌아이
고지 유아사
Original Assignee
니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤
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 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 filed Critical 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤
Publication of KR20070015062A publication Critical patent/KR20070015062A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101368058B1 publication Critical patent/KR101368058B1/ko

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
    • 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
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
    • 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
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
    • H01S5/0282—Passivation layers or treatments
    • 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
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
    • H01S5/0287—Facet reflectivity
    • 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
    • H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
    • 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

Landscapes

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

Abstract

고출력화 또는 단파장화에 대응할 수 있는 단부면 보호막을 갖는 반도체 레이저 소자를 제공하는 것이다. 광공진기 단부면의 적어도 한쪽에, 유전체막을 갖는 반도체 레이저 소자로서, 상기 유전체막은 동일 원소로 이루어지는 제1 유전체막과 제2 유전체막을 상기 반도체의 단부면측으로부터 차례로 형성하여 이루어지는 것이며, 상기 제1 유전체막은 단결정으로 이루어지는 막을 함유하고 있고, 상기 제2 유전체막은 아몰퍼스로 이루어지는 막을 함유하는 반도체 레이저 소자이다.
반도체 레이저 소자, 광공진기, 유전체막, 동일 원소, 레이저 광, 질화물, 반응 방지막, 응력 완화막

Description

반도체 레이저 소자{SEMICONDUCTOR LASER DEVICE}
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 질화물 반도체 레이저 소자의 모식적 단면도.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 질화물 반도체 레이저 소자의 모식적 단면도.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 질화물 반도체 레이저 소자의 모식적 평면도.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 질화물 반도체 레이저 소자의 모식적 평면도.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 유전체막의 모식적 단면도.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 질화물 반도체 레이저 소자의 모식적 사시도.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 따른 질화물 반도체 레이저 소자의 모식적 사시도.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 따른 질화물 반도체 레이저 소자의 모식적 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 질화물 반도체 레이저 소자의 COD 레벨을 도시하는 도면.
도 10은 종래의 질화물 반도체 레이저 소자의 COD 레벨을 도시하는 도면.
도 11은 본 발명의 실시 형태에 따른 질화물 반도체 레이저 소자의 모식적 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 기판
110 : 유전체막
200 : n형 질화물 반도체 층
205 : 활성층
210 : p형 질화물 반도체 층
220 : 제1 절연막
230 : p전극
232 : n전극
240 : 제2 절연막
250 : 패드 전극
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평9-162497
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 2002-335053
본 발명은 반도체 레이저 소자에 관한 것으로, 특히 발진 파장이 600㎚ 이하인 고출력 반도체 레이저 소자에 관한 것이다.
현재 광 디스크나 광 자기 디스크의 기입용으로서 고출력의 반도체 레이저 소자가 요구되고 있다. 이들 반도체 레이저 소자에는 장시간, 안정적으로 기본 모드로 동작할 것이 요구된다.
또한 광 디스크의 고밀도화에 필요한 단파장화를 실현하기 위해 질화물 반도체를 이용한 반도체 레이저 소자가 연구되고 있다. 질화물 반도체를 이용한 레이저 소자는 광 디스크용 광원 외에, 노광용 광원, 인쇄기용 광원, 의료용 광원, 광 통신 시스템용 광원, 측정 등에 이용할 수 있다. 또 질화물 반도체로 이루어지는 레이저 소자는 발진 파장이 400㎚ 이하인 자외영역에서의 사용이 가능해지기 때문에 바이오 관련의 여기용 광원 등으로서도 기대되고 있다.
특허 문헌 1에는 반도체 레이저 소자의 반사경 면에 두께 λ/2의 Al2O3막을 형성하는 구성이나 두께 λ/4의 Al2O3막과, 두께 λ/4의 아몰퍼스 실리콘 막을 교대로 형성하는 구성이 게시되어 있다. 또 특허 문헌 2에는 유전체막에 Al2O3을 이용하는 것, 및 형성 조건이 게시되어 있다.
그러나, 두께 λ/2n의 Al2O3막을 단일층으로 형성할 경우, 아몰퍼스의 Al2O3막에서는 출력 30mW 이상의 고출력 구동시에 반도체 소자와 반응하여 단부면 열화 를 일으킨다. 또한 단결정의 Al2O3막에서는 응력이 커서 구동시의 발열에 의해 이 Al2O3막이 반도체 소자로부터 박리되어 버리는 등의 문제가 있었다.
또한 질화물 반도체를 이용한 반도체 레이저 소자에서는 고출력, 예를 들면 30mW 이상으로 동작시키면, 광출사측의 단부면에 있어서 단일 막으로 유전체막을 형성했을 경우에는 단부면 파괴가 발생하기 쉬워져 수명이 저하한다고 하는 문제가 있었다. 또한 고출력으로 동작시킬 경우, 슬로프 효율이 낮으면 구동 전류가 커져 버린다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 고출력화 또는 단파장화에 대응할 수 있는 단부면 보호막을 갖는 반도체 레이저 소자를 제공 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 반도체 레이저 소자는 광공진기 단부면의 적어도 한쪽에, 유전체막을 갖는 반도체 레이저 소자로서, 상기 유전체막은 동일 원소로 이루어지는 제1 유전체막과 제2 유전체막을 반도체의 단부면측으로부터 차례로 형성하여 이루어지는 것이며, 상기 제1 유전체막은 단결정으로 이루어지는 막을 함유하고 있고, 상기 제2 유전체막은 아몰퍼스로 이루어지는 막을 함유하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 제1 유전체막과 제2 유전체막은 조성비가 대략 동일하다.
상기 구조이면, 반도체 레이저 소자의 공진기 단부면에 직접 접하고 있는 제1 유전체막에 단결정으로 이루어지는 막을 함유하기 때문에 단부면의 반도체 층이 분해되는 것을 억제할 수 있다. 바람직하게는 상기 제1 유전체막은 단결정막으로 이루어진다. 이것에 의해 분해 억제력이 향상된다. 또한 해당 제1 유전체막 위에 아몰퍼스로 이루어지는 막을 함유하는 제2 유전체막을 가짐으로써 반도체 층과 유전체막의 밀착력을 유지할 수 있다. 바람직하게는 상기 제2 유전체막은 아몰퍼스막으로 이루어진다.
본 발명의 반도체 레이저 소자는 광공진기 단부면의 적어도 한쪽에, 유전체막을 갖는 반도체 레이저 소자로서, 상기 유전체막은 동일 원소로 이루어지는 제1 유전체막과 제2 유전체막을 반도체의 단부면측으로부터 차례로 형성하여 이루어지는 것이며, 상기 제1 유전체막은 반도체와 유전체막의 반응 방지막이며, 상기 제2 유전체막은 레이저 광의 반사막인 것을 특징으로 한다.
상기 구조이면, 반도체 레이저 소자의 공진기 단부면에 직접 접하고 있는 제1 유전체막에 의해 반도체 층의 단부면이 유전체막과 반응해서 분해되는 것을 억제할 수 있고, 또한 해당 제1 유전체막 위에 레이저 광의 반사막으로 이루어지는 제2 유전체막을 가짐으로써 광 가둠의 조정을 뛰어난 재현성으로 용이하게 행할 수 있다. 특히 활성층에 In을 함유하는 질화물 반도체에서는 공진기 단부면의 상기 활성층이 분해되기 쉽기 때문에 이러한 구성이 유효해진다.
상기 반도체 레이저 소자에 있어서, 상기 제1 유전체막은 단결정으로 이루어지는 막을 함유하고 있고, 또한 상기 제2 유전체막은 아몰퍼스로 이루어지는 막을 함유하고 있다.
상기 반도체 레이저 소자에 있어서, 상기 제1 유전체막은 상기 제2 유전체막 보다도 굴절률이 낮다. 이것은 제2 유전체막이 아몰퍼스로 이루어지는 막을 함유하거나, 혹은 아몰퍼스로 이루어지는 막이기 때문에, 제2 유전체막에서는 산소결손이 발생한다고 생각된다. 이것에 의해 유전체막의 밀착성을 확보할 수 있다.
상기 반도체 레이저 소자에 있어서, 상기 제2 유전체막은 상기 제1 유전체막보다도 막두께가 두꺼운 것이 바람직하다. 이에 따라 제2 유전체막은 외부로부터의 산소 진입을 억제하는 산소 블록층으로 되기 때문이다.
상기 반도체 레이저 소자에 있어서, 상기 유전체막의 반사율은 25% 이하이다. 반도체 레이저 소자의 광공진기 단부면으로서, 광출사(프론트)측 단부면에 형성되는 유전체막의 반사율을 25% 이하로 함으로써 고출력 레이저를 실현할 수 있다.
상기 반도체 레이저 소자에 있어서, 상기 유전체막의 반사율은 반도체 레이저 소자의 발진 파장이 대략 400㎚일 때에는 20% 이하이다. 이것에 의해 질화물 반도체 레이저 소자에 있어서도 고출력 레이저를 실현할 수 있다.
상기 반도체 레이저 소자에 있어서, 상기 제1 유전체막, 및 제2 유전체막은 Al과 O를 구성 원소로 갖는다. 이러한 구성이면, 단결정막과 아몰퍼스막을 연속해서 형성할 수 있다. 또한 단결정막과 아몰퍼스막을 교대로 적층하는 페어 구조를 용이하게 행할 수 있다.
상기 반도체 레이저 소자에 있어서, 상기 제1 유전체막과 상기 제2 유전체막은 열팽창 계수가 거의 일치한다. 상기 제1 유전체막과 상기 제2 유전체막은 동일 재료로 이루어지고, 열팽창 계수가 일치하기 때문에 유전체막 내에 크랙이 발생 하 는 것을 억제할 수 있다.
상기 반도체 레이저 소자에 있어서 상기 유전체막은 최외층이 질화물이다. 이러한 구성이면, 외기의 산소가 제1 유전체막이나 제2 유전체막, 나아가서는 반도체 내에 침입하는 것을 방지할 수 있다. 또한 최외층 이외의 유전체막에 산소를 함유할 경우에는 그 층들로부터의 산소 이탈을 방지할 수 있다. 이에 따라 반도체 레이저 소자의 연속 구동시의 유전체막의 광 반사율을 유지하는 것이 가능해진다.
본 발명의 반도체 레이저 소자는 광공진기 단부면의 적어도 한쪽에, 유전체막을 갖는 반도체 레이저 소자로서, 상기 유전체막은 제1 유전체막과 제2 유전체막과 제3 유전체막을 반도체의 단부면측으로부터 차례로 형성하여 이루어지는 것이며, 상기 제1 유전체막과 제2 유전체막은 동일 원소로 이루어지고, 상기 제3 유전체막은 제1 유전체막 및 제2 유전체막과는 상이한 원소를 갖는 것이며, 상기 제1 유전체막은 반도체와 유전체막의 반응 방지막이며, 상기 제2 유전체막은 제1 유전체막과 제3 유전체막의 응력 완화막인 것을 특징으로 한다.
상기 구조이면, 반도체 레이저 소자의 공진기 단부면에 직접 접하고 있는 제1 유전체막에 의해 반도체 층의 단부면이 유전체막과 반응해서 분해되는 것을 억제할 수 있고, 또한 제2 유전체막을 가짐으로써 그 외측에 원하는 유전체막으로서 제3 유전체막을 용이하게 형성할 수 있기 때문에 광 가둠의 강약 조정을 행하는 것이 가능해진다.
상기 반도체 레이저 소자에 있어서, 상기 제1 유전체막 및 제2 유전체막은 산소를 함유한다.
상기 반도체 레이저 소자에 있어서, 상기 제1 유전체막의 산소 함유량은 상기 제2 유전체막의 산소 함유량보다도 많다.
상기 반도체 레이저 소자에 있어서 상기 유전체막은 최외층이 질화물이다.
본 발명에 있어서, 조성비가 대략 동일하다는 것은 조성비가 완전하게 일치 할 필요는 없고, 제1 유전체막과 제2 유전체막의 공통되는 함유 물질의 함유량이 ±7%의 범위인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 제1 유전체막이 단결정으로 이루어지는 막을 함유할 경우에 그 단결정으로 이루어지는 막의 함유율은 75% 이상이다. 바람직하게는 80% 이상이다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 유전체막이 아몰퍼스로 이루어지는 막을 함유할 경우에 그 아몰퍼스로 이루어지는 막의 함유율은 75% 이상이다. 단, 발광 영역에서는 상기 아몰퍼스로 이루어지는 막의 함유율은 60% 이상이면 된다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1, 도 2는 본 실시형태에 따른 질화물 반도체를 이용한 반도체 레이저 소자의 구조를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
본 실시형태의 반도체 레이저 소자는 도 1에 도시한 바와 같이 제1 주면(100a)과 제2 주면(100b)을 갖는 기판(100)의 제1 주면 위에 질화물 반도체 층으로서 n형 질화물 반도체 층(200)과, 활성층(205)과, p형 질화물 반도체 층(210)을 차례로 적층하고 있고, 상기 기판(100)과 질화물 반도체 층의 벽개 단부면을 거의 일치시키고 있는 반도체 레이저 소자로서, 광공진기 단부면에는 도 2에 도시한 바 와 같이 유전체막(110)을 갖는 것이다. 이 유전체막(110)은 질화물 반도체 층 및 기판의 벽개 단부면에 형성된 것이 바람직하다.
또한 도 5는 유전체막의 모식적 사시도를 도시하고 있다. 상기 광공진기 단부면에는 광출사(프론트)측 단부면과 광반사(리어)측 단부면이 있고, 본 실시형태에서는 광출사측 단부면에 상기 유전체막(110)을 갖는 것이지만, 광반사측 단부면에도 유전체막을 갖는 것이 바람직하다. 해당 유전체막(110)은 동일 원소로 이루어지는 제1 유전체막(111)과 제2 유전체막(112)을 질화물 반도체 층의 단부면측으로부터 차례로 구비하고 있다. 제1 유전체막(111)은 단결정막으로 이루어지고, 상기 제2 유전체막(112)은 아몰퍼스막으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 p형 질화물 반도체 층(210)에는 스트라이프 형상의 릿지부와, 그 위에 p전극(230)을 구비하고 있고, 기판(100)의 제2 주면(100b)에는 n전극(232)을 구비하고 있는 대향 전극 구조의 반도체 레이저 소자이다.
상기 유전체막(110)에는 Al, Si, Nb, Ti, Zr, Hf, Ta, Zn, Y, Ga, Mg으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 함유하고 있다. 바람직하게는 이들 원소의 산화물로서, AlxOy(1<x, 1<y), SiOx(1<x), NbxOy(1<x, 1<y), TiOx(1<x), ZrOx(1<x) 등이다. 일례로서는 Al2O3, SiO2, Nb2O5, TiO2, ZrO2 등이다.
상기 유전체막은 초박막 평가 장치(히타치제:HD-2000)에 의해 전자선 회절 상을 측정한 결과가 싱글 스폿인 것을 아몰퍼스막으로 한다. 또한 상기 장치에 의해 유전체막의 결정성을 측정한 결과, 회절 패턴에서 2 이상의 다수 스폿이 있는 것을 단결정막으로 한다.
제1 유전체막은 반도체와 유전체막의 반응 방지막인 것이 바람직하다. 특히 질화물 반도체 레이저 소자에서는 활성층에 In을 함유하는 층을 구비하고 있고, 광공진기 단부면에 있는 활성층의 In이 유전체막과 반응하거나, 또는 분해되어 버릴 우려가 있었지만, 상기 반응 방지막을 설치함으로써 이러한 문제는 억제된다.
또한 제2 유전체막은 레이저 광의 반사막인 것이 바람직하다. 이것에 의해 광공진기 내에서의 광 가둠을 조정할 수 있다. 반응 방지막인 제1 유전체막을 형성함으로써, 이 제2 유전체막을 반사막으로 하는 것이 가능하게 되어 있다.
제1 유전체막의 막두께는 30Å 이상 500Å 이하이다. 바람직하게는 50Å 이상 300Å 이하이다. 제1 유전체막의 막두께를 상기 범위로 함으로써, 막 박리를 일으키지 않고서 반응 방지 기능을 가질 수 있다.
제2 유전체막의 막두께는 500Å 이상 2000Å 이하이다. 바람직하게는 700Å 이상 1750Å 이하이다. 더욱 바람직하게는 제1 유전체막과 제2 유전체막의 합계 막두께가 1200Å 이상 1800Å 이하이다. 제2 유전체막의 막두께를 상기 범위로 함으로써, 원하는 반사율을 용이하게 제어할 수 있다.
또한 발진 파장 λ이 대략 400㎚일 경우에는 제1 유전체막은 굴절률 1.65이하, 제2 유전체막은 굴절률 1.65보다 높게 한다. 이것에 의해 COD 레벨을 향상시킬 수 있다. 또한 본원 명세서에서는 대략 400㎚이란 390㎚ 내지 415㎚로 한다.
유전체막의 형성에는 진공 증착법이나 스퍼터링법 등의 성막법을 이용한다. 스퍼터 성막 장치로서, 예를 들면 ECR 스퍼터링 장치나 마그네트론 스퍼터링 장치, 고주파 스퍼터 장치를 이용한다.
상기 유전체막(110)의 성막 방법의 일례를 이하에 설명한다. 기판 상에 반도체 층을 적층한 웨이퍼를 웨이퍼 형상으로부터 바 형상으로 해서 광공진기 단부면을 형성한 반도체를 성막 지그에 세트한 후, 성막 장치로 유전체막의 성막을 행한다. 여기에서는 ECR 성막 장치로 유전체막의 성막을 행한다. 원료에는 희가스(Ar, He, Xe등)와 산소 가스, 금속 타겟을 이용한다. 이 금속 타겟에는 3N(99.9%)이상의 Al이나 Zr, Si, Nb, Hf, Ti등을 이용한다. Al이면 5N(99.9%)이상의 재료를 사용해서 유전체막을 형성하는 것이 바람직하다.
제1 유전체막의 성막은 제2 유전체막을 성막할 경우에 비해서 산소량을 늘려서 성막을 행한다. 제1 유전체막의 성막은 마이크로파를 300 내지 800W 이하, Rf를 300 내지 800W 이하, 희가스의 유량을 10 내지 50sccm(standard　cubic　centimeter　per　minute) 이하, 산소 가스의 유량을 5 내지 20sccm으로 한다. 이 조건에서 성막함으로써 제1 유전체막은 단결정화한다.
제2 유전체막의 성막은 마이크로파를 300 내지 800W 이하, Rf를 300 내지 800W 이하, 희가스의 유량을 10 내지 50sccm 이하, 산소 가스의 유량을 2 내지 10sccm으로 해서, 상기 제1 유전체막을 성막할 경우의 산소 가스의 유량보다도 작은 것으로 한다. 이 조건에서 성막함으로써, 제2 유전체막은 아몰퍼스로 이루어지는 막을 함유하는 것으로 할 수 있다. 또한 산소 가스의 유량을 5sccm미만으로 함으로써 제2 유전체막은 아몰퍼스막으로 할 수 있다. 제2 유전체막은 제1 유전체막과 비교해서 동일한 금속에 대한 산소 함유량이 동일한 것, 또는 적은 것이다.
다른 성막 조건으로서는 성막 분위기의 압력은 0.01Pa 이상 1Pa 이하로 한다. 또한 상기 제1 유전체막의 퇴적 속도는 1㎚/min 이상으로 한다. 상기 제2 유전체막의 퇴적 속도는 5㎚/min 이상으로 한다. 이것에 의해 단결정으로 이루어지는 막과 아몰퍼스로 이루어지는 막을 성막할 수 있다.
상기 유전체막은 광출사(프론트)측 단부면과 광반사(리어)측 단부면에 동시에 성막해도 되고, 또한 각각의 조건에서 성막해도 된다.
본 실시형태에 있어서의 상기 질화물 반도체 층은 기판(100)측으로부터 n형 질화물 반도체 층(200), 활성층(205), p형 질화물 반도체 층(210)의 순으로 형성된 것이지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 기판측으로부터 p형 질화물 반도체 층, 활성층, n형 질화물 반도체 층의 순으로 형성된 것이어도 된다. 또 활성층(205)은 다중 양자 웰 구조, 또는 단일 양자 웰 구조로 한다. 상기 질화물 반도체 층은 n형 질화물 반도체 층과 p형 질화물 반도체 층으로, 활성층을 끼운 분리 광 가둠형 구조인 SCH(Separate　Confinement　Heterostructure) 구조로 하는 것이 바람직하다. 이것은 활성층보다 밴드 갭이 큰 광가이드 층을 활성층의 상하에 구비함으로써 광의 도파로를 구성하는 것이다.
상기 질화물 반도체 층은 일반식을 InxAlyGa1 -x- yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)으로 한다. 이것 외에 추가로, III족 원소로서 B를 일부에 가질 수도 있다. 또한 V족 원소로서 N의 일부를 P, As로 치환할 수도 있다. n형 질화물 반도체 층에는 n형 불순물로서 Si, Ge, Sn, S, O, Ti, Zr, Cd 등의 IV족 원소, 혹은 VI족 원 소 등 중 어느 것이든 1개 이상을 함유하고 있다. 또 p형 질화물 반도체 층에는 p형 불순물로서 Mg, Zn, Be, Mn, Ca, Sr 등을 함유하고 있다. 불순물의 농도는 5×1016/㎤이상 1×1021/㎤이하의 범위에서 도핑되는 것이 바람직하다.
상기 질화물 반도체 층의 성장 방법으로서는 특별히 한정되지 않지만, MOVPE(유기 금속 기상 성장법), MOCVD(유기 금속 화학 기상 성장법), HVPE(하이드라이드 기상 성장법), MBE(분자선 에피택시법) 등, 질화물 반도체의 성장 방법으로서 알려져 있는 모든 방법을 적합하게 이용할 수 있다. 특히 MOCVD는 결정성이 뛰어나게 성장시킬 수 있으므로 바람직하다. 또한 질화물 반도체는 여러 가지 질화물 반도체의 성장 방법을 사용 목적에 따라 적절하게 선택해서 성장시키는 것이 바람직하다.
이하, 본 실시형태의 반도체 레이저 소자의 제조 방법으로서 질화물 반도체를 이용해서 설명하지만, 본 발명은 이하의 구성에 한정되는 것은 아니다. 이하의 조건에서 형성된 질화물 반도체 레이저 소자의 모식적 단면도를 도 11에 나타낸다.
(제1 공정)
우선, 제1 주면과 제2 주면을 갖는 기판(100)을 준비한다. 이 기판(100)에는 제1 주면, 및(또는) 제2 주면에 0.05° 내지 1.0°의 오프각을 갖는 기판(100)을 이용한다. 해당 기판(100)의 막두께는 50㎛ 이상 1mm 이하로 하는데, 바람직하게는 100㎛ 이상 500㎛ 이하로 한다. 질화물 반도체의 성장용 기판으로서는 질화물 반도체 기판(100)을 이용하는 것이 바람직하다. 질화물 반도체 기판(100)의 제 조 방법에는 MOCVD법이나 HVPE법, MBE법 등의 기상 성장법, 초임계 유체 중에서 결정 육성시키는 수열 합성법, 고압법, 플럭스법, 용융법 등이 있다.
질화물 반도체 기판(100)의 제1 주면은 C(0001)면, M(1-100)면, A(11-20)면이다. 상기 질화물 반도체 기판(100)의 제1 주면을 C(0001)면으로 하면, 제2 주면은 (000-1)면이 된다. 상기 질화물 반도체 기판(100)에 있어서의 단위 면적당의 전위수는 CL 관찰이나 TEM 관찰에서 5×106/㎠ 이하이다. 또 상기 질화물 반도체 기판(100)은 2축 결정법에 의한 (0002) 회절 X선 로킹 커브의 반값 폭(Full Width at Half　Maximum)이 2분 이하, 바람직하게는 1분 이하이다. 상기 질화물 반도체 기판(100)의 곡률반경은 1m 이상이다.
상기 질화물 반도체 기판의 제1 주면, 및(또는) 제2 주면을 연마나 연삭, 레이저 조사에 의해 0.05° 내지 1.0°, 바람직하게는 0.1° 내지 0.7°의 오프각을 형성한다. 이 범위에서 오프각이 형성되어 있으면, 레이저 소자의 발진 파장이 365㎚ 이하의 자외영역으로부터 500㎚ 이상의 장파장 영역에 이르는 범위에서 소자특성을 안정시킬 수 있다. 구체적으로는 칩 내에서의 활성층의 조성 분포를 균일하게 할 수 있다. 또한 본 명세서에 있어서, 면 지수를 나타내는 괄호 내의 바(-)는 뒤 숫자 위에 붙여야 할 바를 나타내는 것으로 한다.
(제2 공정)
다음으로 오프각을 갖는 질화물 반도체 기판의 제1 주면(100a) 위에 질화물 반도체 층을 성장시킨다. 이하의 각 층을 MOCVD법에 의해 감압 내지 대기압의 조 건에서 성장시킨다. 상기 질화물 반도체 층은 상기 질화물 반도체 기판(100)의 제1 주면 위에 n형 질화물 반도체 층(200), 다음으로 활성층(205), 다시 p형 질화물 반도체 층(210)의 순으로 적층되어 있다. 질화물 반도체 기판(100)의 제1 주면(100a) 위에 적층되는 n형 질화물 반도체 층(200)은 다층막이다. 제1 n형 질화물 반도체 층(201)으로서는 AlxGa1 -xN(0<x≤0.5), 바람직하게는 AlxGa1 -xN(0<x≤0.3)이다. 구체적인 성장 조건으로서는 반응로 내에서의 성장 온도를 1000℃ 이상, 압력을 600Torr이하로 한다. 또한 제1 n형 질화물 반도체 층(201)은 클래드 층으로서의 기능 시킬 수도 있다. 막두께는 0.5 내지 5㎛이다. 다음으로 제2 n형 질화물 반도체 층(202)을 형성한다. 해당 제2 n측 질화물 반도체 층은 광가이드 층으로서 기능하는 AlxGa1 - xN(0≤x≤0.3)이다. 막두께는 0.5 내지 5㎛이다.
상기 n형 질화물 반도체 층 중에는 InxAlyGa1 -x-yN(0<x≤1, 0≤y<1, 0<x+y≤1)으로 이루어지는 중간층을 통한 구성으로 할 수도 있다. 또한 해당 중간층은 단일층 구조, 또는 다층 적층 구조이다.
다음으로 활성층(205)은 적어도 In을 함유하고 있는 일반식 InxAlyGa1 -x-yN(0<x≤1, 0≤y<1, 0<x+y≤1)을 갖는다. Al 함유량을 높게 함으로써 자외영역의 발광이 가능해진다. 또 장파장측의 발광도 가능해서 360㎚ 내지 580㎚까지가 발광 가능해진다. 또한 활성층을 양자 웰 구조로 형성하면 발광 효율이 향상한다. 여기에서 웰층의 조성은 In의 혼정이 0<x≤0.5이다. 웰층의 막두께로서는 30 내지 200옹스트롬, 바람직하게는 30 내지 100옹스트롬이다. 장벽층의 막두께로서는 20 내지 300옹스트롬, 바람직하게는 70 내지 200옹스트롬이다. 상기 활성층의 다중 양자 웰 구조는 장벽층으로 시작해서 웰층으로 끝나도 되고, 장벽층으로 시작해서 장벽층으로 끝나도 되고, 웰층으로 시작해서 장벽층으로 끝나도 되고, 또 웰층으로 시작해서 웰층으로 끝나도 된다.
다음으로 활성층 위에 p형 질화물 반도체 층(210)을 적층한다. 제1 p형 질화물 반도체 층(211)으로서는 p형 불순물을 함유한 AlxGa1 - xN(0≤x≤0.5)이다. 제1 p형 질화물 반도체 층은 p측 전자 가둠층으로서 기능한다. 다음으로 제2 p형 질화물 반도체 층(212)으로서 AlxGa1 - xN(0≤x≤0.3), 제3 p형 질화물 반도체 층(213)으로서 p형 불순물을 함유한 AlxGa1 -xN(0<x≤0.5)이다. 제3 p형 질화물 반도체 층은 초격자 구조인 것이 바람직하고, 클래드 층으로서 기능한다. 구체적으로는 AlxGa1 -xN(0≤x<1)층과 AlyGa1 -yN(0<y≤1, x<y)층으로 이루어진다. 제4 p형 질화물 반도체 층(214)으로서 p형 불순물을 함유한 AlxGa1 - xN(0≤x≤1)을 차례로 형성한다. 또한 이들 반도체 층에 In을 혼정시켜도 된다. 상기 제1 p형 질화물 반도체 층(211)은 생략가능하다. 상기 각 층의 막두께로서는 30Å 내지 5㎛이다.
반응 종료 후, 반응 용기 내에서 웨이퍼를 질소 분위기 내, 700℃ 이상의 온도에서 어닐링하여 p형 질화물 반도체 층을 저저항화한다.
상기 n형 질화물 반도체 층, p형 질화물 반도체 층에는 조성비가 서로 다른 2층으로 이루어지는 초격자 구조를 갖는 구성이어도 된다.
(제3 공정)
질화물 반도체 기판(100) 위에 질화물 반도체 층을 적층한 웨이퍼를 반응 용기로부터 취출한다. 다음으로 n형 질화물 반도체 층(200)을 에칭에 의해 노출시킨다. 이 에칭에 의해 공진기장의 길이는 200㎛ 내지 1500㎛, 칩 폭은 150㎛ 내지 500㎛로 하도록 형성된다. n형 질화물 반도체 층의 노출면은 특별히 한정되는 것은 아니지만 본 실시형태에서는 제1 n형 질화물 반도체 층(201)까지 노출된다. 이것에 의해 응력 완화의 효과가 있다. 해당 공정은 생략하는 것이 가능하다. 이 에칭과 동시에 광출사측 단부면 부근에 W형 홈(120)을 형성해도 된다. 이 W형 홈에 의해 미광이 단부면으로부터 방출되는 것을 억제한다. 또 상기 에칭과 동시에 소자의 네 구석에 벽개 보조 홈을 형성해도 된다. 이 벽개 보조 홈에 의해 웨이퍼로부터 바화, 나아가서는 칩화가 용이해진다. 에칭에는 RIE법을 이용해서 Cl2, CCl4, BCl3, SiCl4 가스 등에 의해 에칭한다.
다음으로 상기 p형 질화물 반도체 층에 스트라이프 형상의 릿지부를 형성한다. 도파로 영역인 릿지부의 폭은 1.0㎛ 내지 30.0㎛로 한다. 싱글 모드의 레이저 광으로 할 경우의 릿지부의 폭은 1.0㎛ 내지 3.0㎛로 하는 것이 바람직하다. 릿지부의 높이(에칭의 깊이)는 적어도 제3 p형 질화물 반도체 층(213)을 노출되는 범위이면 되고, 제1 p형 질화물 반도체 층(211)까지 노출해도 된다.
그 후, 상기 p형 질화물 반도체 층의 노출면에 제1 절연막(220)을 형성한다. 해당 제1 절연막(220)은 릿지의 측면에 형성하는 것이 바람직하다. 이 제1 절연막(220)이란 질화물 반도체 층보다도 굴절률이 작고, 절연성의 재료로부터 선택되는 것이다. 구체예로서는 Zr, Si, V, Nb, Hf, Ta, Al등의 산화물, 혹은 질화물이다.
그 후, 상기 제4 p형 질화물 반도체 층(214)의 표면에 p전극(230)을 형성한다. 바람직하게는 제4 p형 질화물 반도체 층(214) 위에만 p전극(230)을 형성한다. p전극으로서는 다층 구조로 한다. 예를 들면 Ni과 Au로 이루어지는 2층 구조이면, 우선 제4 p형 질화물 반도체 층 상에 Ni을 50Å 내지 200Å의 막두께로 형성하고, 다음으로 Au를 500Å 내지 3000Å의 막두께로 형성한다. 또한, p전극을 3층 구조로 할 경우에는 Ni/Au/Pt, 또는 Ni/Au/Pd의 순으로 형성한다. p전극을 3층 구조로 할 경우의 막두께는 Ni과 Au는 2층 구조와 같은 막두께로 하고, 최종 층으로 되는 Pt나 Pd는 500Å 내지 5000Å이다. 또한 p전극(230)을 형성한 후, 오믹 어닐을 행해도 된다. 어닐 조건으로서는 어닐 온도를 300℃ 이상, 바람직하게는 500℃ 이상으로 한다. 또 어닐을 행하는 분위기를 질소 및(또는) 산소를 함유하는 조건에서 한다.
p전극(230)의 단부면은 반도체 층의 광출사측 단부면과 거의 일치하는 것이 바람직하지만, 도 3에 도시한 바와 같이 p전극(230)의 단부면이 광출사측 단부면으로부터 10㎛정도 떨어져 있어도 된다.
다음으로 전 공정에서 노출된 n형 질화물 반도체 층의 측면 등에 제2 절연 막(240)을 형성한다. 이 제2 절연막은 ZrO2, SiO2, 그 외에는 V, Nb, Hf, Ta, Al 등의 산화물로 이루어진다.
다음으로 p전극(230) 위에 패드 전극(250)을 형성한다(도 3). 또한 도 3에 나타내는 질화물 반도체 레이저 소자의 평면도에서는 제1 절연막(220), 제2 절연막(240)을 생략하고 있다. 또 상기 패드 전극은 Ni, Ti, Au, Pt, Pd, W 등의 금속으로 이루어지는 적층체로 하는 것이 바람직하다. 예를 들면 상기 패드 전극은 p전극측으로부터 W/Pd/Au나 Pt/Ti/Au, 또는 Ni/Ti/Au의 순으로 형성한다. 패드 전극의 막두께는 특별히 한정되지 않지만, 최종 층의 Au의 막두께를 1000Å 이상으로 한다.
(제4 공정)
그 후, 상기 질화물 반도체 기판의 제2 주면(100b)에 전술한 n전극(232)을 형성한다. 기판의 제2 주면측으로부터 연마를 행함으로써 기판의 막두께를 100㎛ 이하로 한다. 그 다음으로 n전극을 스퍼터 등에 의해 다층으로 형성한다. n전극(232)은 V, Mo, Ti, Cr, W, Al, Zr, Au, Pd, Rh, Nb, Hf, Ta, Re, Mn, Zn, Pt, Ru로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개를 포함하는 합금 또는 층 구조를 이용할 수 있다. 바람직하게는 V/Pt/Au, Ti/Pt/Au/, Mo/Pt/Au, W/Pt/Au, Ti/Pd/Al, Ti/Al, Cr/Au, W/Al, Rh/Al로 이루어지는 2층 구조, 혹은 3층 구조이다. 또한, n전극의 표면 상에 배리어 목적으로 Ti, Mo, Si, W, Pt, Ni, Rh, 또는 이것들의 산화물이나 질화물을 적층해도 된다. 칩의 실장 강도를 강화시킬 수 있다.
n전극의 막두께는 예를 들면 제1층에는 V를 이용해서 막두께 100Å로 형성한다. 제2층에는 Pt를 이용해서 막두께 2000Å, 제3층에는 Au를 이용해서 막두께 3000Å로 형성한다. 스퍼터 외에는 CVD나 증착 등으로 형성해도 된다. 또한 n전극을 형성한 후, 500℃ 이상에서 어닐을 행해도 된다.
n전극(232)을 형성한 후, 다시 메탈라이즈 전극을 형성할 수도 있다. 해당 메탈라이즈 전극으로서는 Ti-Pt-Au-(Au/Sn), Ti-Pt-Au-(Au/Si), Ti-Pt-Au-(Au/Ge), Ti-Pt-Au-In, Au/Sn, In, Au/Si, Au/Ge 등을 이용한다.
n전극(232)을 형성한 후, 스트라이프 형상의 p전극(230)에 수직인 방향이며, 질화물 반도체 층의 공진기 단부면을 형성하기 위해 웨이퍼를 바 형상으로 분할한다. 여기에서 공진기 단부면은 M면(1-100)이나 A면(11-20)으로 한다. 웨이퍼를 바 형상으로 분할하는 방법으로서는 블레이드 브레이크, 롤러 브레이크, 또는 프레스 브레이크이 있다.
또한 웨이퍼의 분할 공정을 2단계로 행해도 된다. 이 방법에 의해 공진기 단부면을 수율 좋게 형성할 수 있다. 우선 기판의 제1 주면측, 또는 제2 주면측으로부터 에칭 등에 의해 미리 벽개 보조 홈을 형성한다. 해당 벽개 보조 홈은 칩화하는 소자의 각 네 구석에 형성한다. 이것에 의해 벽개 방향이 굴곡하는 것을 억제할 수 있다. 다음으로 브레이커에 의해 웨이퍼를 바 형상으로 분할한다.
(제5 공정)
다음으로 공진기 단부면에 전술한 유전체막(110)을 형성한다. 광출사측 단부면에 유전체막(110)을 형성한 질화물 반도체 레이저 소자의 평면도를 도 4에 나 타낸다. 이 유전체막(110)은 광출사측 단부면에 제1 유전체막(111), 제2 유전체막(112)을 차례로 형성한 후, 광반사측 단부면에도 유전체막(110')을 형성하는 구성도 있다. 광출사측 단부면에 유전체막(110)이 성막되어 있는 질화물 반도체 레이저 소자의 사시도를 도 6에 나타낸다. 그 외에는 도 7에 도시한 바와 같이 질화물 반도체 레이저 소자의 측면에도 상기 유전체막(110)이 돌아 들어가 있는 것이 있다. 이러한 구성이면, 질화물 반도체의 단부면뿐만 아니라, 측면의 열화도 방지할 수 있다. 나아가서는 도 8에 도시한 바와 같이 전극을 피복하도록 유전체막이 돌아 들어가 있는 것이 있다. 이러한 구성이면, 효과적으로 측면의 열화도 방지할 수 있다.
반도체(300)의 광출사측 단부면에 제1 유전체막(111)과 제2 유전체막(112)으로 이루어지는 유전체막(110)을 형성한 후, 광반사측 단부면에 반사 미러(310)를 형성한다(도 5의 (a)). 이 반사 미러(310)란 85% 이상의 반사율을 갖는 것이며, 저굴절률층과 고굴절률층의 페어 구조이다. 반사측 단부면의 반사율은 바람직하게는 90% 이상, 더욱 바람직하게는 95% 이상으로 한다.
다른 구성으로서 반도체(300)의 광반사측 단부면으로부터 차례로 제1 유전체막(111')과 제2 유전체막(112')으로 이루어지는 유전체막(110')을 형성한 후에 반사 미러(310)를 형성하는 구성이 있다. 이러한 구성에 의해 수명 특성이 향상된다(도 5의 (b)).
또한 다른 구성으로서 반도체(300)의 광출사측 단부면에 유전체막(110)을 형성한 후, 그 표면에도 반사 미러(310)를 형성해도 된다(도 5의 (c)). 반사 미러는 저굴절률층과 고굴절률층의 페어 구성이며, 예를 들면 SiO2와 ZrO2의 페어 구성이 있다. 이 페어 수는 2 내지 10이며, 바람직하게는 3 내지 8, 더욱 바람직하게는 6으로 한다. 그 밖의 재료로서는 Si, Mg, Al, Hf, Nb, Zr, Sc, Ta, Ga, Zn, Y, B의 산화물, 질화물, 불화물 등의 화합물을 이용할 수 있다.
(제6 공정)
바 형상의 반도체의 공진기 단부면에 유전체막을 형성한 후, 바 형상으로부터 칩화해서 질화물 반도체 레이저 소자를 형성한다. 질화물 반도체 레이저 소자는 칩화한 후의 형상은 사각 형상이며, 해당 사각 형상의 공진기장은 650㎛ 이하로 한다. 이상으로부터, 얻어지는 질화물 반도체 레이저 소자는 COD 레벨이 1W 이상이며, Kink 파워가 500mW로 된다. 또 수명 시험(Tc=70℃, CW에서 출력 100mW)을 행한 결과, 5000시간 이상의 결과를 얻을 수 있었다.
또한 본 발명에서는 접촉 저항을 저감시킨 대향 전극 구조의 질화물 반도체 레이저 소자이며, 접촉 저항율은 1.0E-3Ω㎠ 이하로 된다.
이하, 실시예로서 질화물 반도체를 이용한 반도체 레이저 소자에 대해서 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상에 기초하는 각종의 변형이 가능한 것은 물론이다.
[실시예 1]
기판은 C면을 주면으로 하는 웨이퍼 형상의 GaN 기판(100)을 이용한다. 기판으로서는 특별히 이것에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라 R면, A면을 주면으 로 하는 GaN 기판을 이용한다.
(n형 클래드 층(201))
다음으로 MOCVD 장치에 상기 GaN 기판을 반송한다. 로 내의 분위기 온도를 1050℃로 하고, 원료 가스에 TMA(트리메틸알루미늄), TMG 및 암모니아를 이용해서, 언도프의 Al0 .04Ga0 .96N으로 이루어지는 n형 클래드 층을 막두께 2.0㎛로 성장시킨다.
(n형 광가이드 층(202))
다음으로 n형 클래드 층과 대략 같은 온도에서 원료 가스로 TMG 및 암모니아를 이용해서, 언도프의 GaN으로 이루어지는 n형 광가이드 층을 0.19㎛의 막두께로 성장시킨다. 이 층은 n형 불순물을 도핑시켜도 된다.
(활성층(205))
다음으로 온도를 800℃로 하고, 원료에 TMI(트리메틸인듐), TMG 및 암모니아를 이용하고, 불순물 가스로서 실란 가스를 이용해서, Si 도프의 In0 .02Ga0 .98N으로 이루어지는 장벽층을 140Å의 막두께로 성장시킨다. 계속해서 실란 가스를 멈추고, 언도프의 In0 .1Ga0 .9N으로 이루어지는 웰층을 80Å의 막두께로 성장시킨다. 이 조작을 2회 반복하고, 마지막으로 Si 도프의 In0 .02Ga0 .98N으로 이루어지는 장벽층을 140Å의 막두께로 성장시켜서 총 막두께 580Å의 다중 양자 웰 구조(MQW)의 활성층을 성장시킨다.
(p형 전자 가둠층(211))
같은 온도로, N2 분위기 내에서, Mg 도프의 Al0 .25Ga0 .75N으로 이루어지는 p형 전자 가둠층을 30Å의 막두께로 성장시킨다. 다음으로 H2 분위기 내에서, Mg 도프의 Al0 .25Ga0 .75N으로 이루어지는 p형 전자 가둠층을 70Å의 막두께로 성장시킨다.
(p형 광가이드 층(212))
다음으로 온도를 1050℃로 하고, 원료 가스로 TMG 및 암모니아를 이용해서, 언도프의 GaN으로 이루어지는 p형 광가이드 층을 0.13㎛의 막두께로 성장시킨다.
(p형 클래드 층)
계속해서, 언도프의 Al0 .08Ga0 .92N으로 이루어지는 A층을 80Å의 막두께로 성장시키고, 그 위에 Mg 도프의 GaN으로 이루어지는 B층을 80Å의 막두께로 성장시킨다. 이것을 28회 반복해서 A층과 B층을 교대로 적층시켜, 총 막두께 0.45㎛의 다층막(초격자 구조)으로 이루어지는 p형 클래드 층을 성장시킨다.
(p형 콘택트 층(213))
마지막으로 1050℃로 p형 클래드 층 위에 Mg 도프의 GaN으로 이루어지는 p형 콘택트 층을 150Å의 막두께로 성장시킨다. p형 콘택트 층은 p형의 InxAlyGa1 -x-yN(x≤0, y≤0, x+y≤1)로 구성할 수 있고, 바람직하게는 Mg을 도핑한 GaN으로 하면 p전극과 가장 바람직한 오믹 접촉이 얻어진다. 반응 종료 후, 반응 용기 내에 있어서 질소 분위기 내에서 웨이퍼를 700℃로 어닐링하여 p형층을 더욱 저저항화한다.
이상과 같이 해서 GaN 기판 상에 질화물 반도체를 성장시켜 적층 구조체를 형성한 후, 웨이퍼를 반응 용기로부터 취출하고, 최상층의 p형 콘택트 층의 표면에 SiO2로 이루어지는 보호막을 형성하고 RIE(반응성 이온 에칭)을 이용해서 Cl2 가스에 의해 에칭하여, n형 클래드 층의 표면을 노출시킨다. 또한 이때, W형 홈을 광출사측 단부면 부근에 형성한다.
다음으로 스트라이프 형상의 도파로 영역을 형성하기 위해, 최상층의 p형 콘택트 층의 거의 전체면에 CVD 장치에 의해 Si 산화물(주로 SiO2)으로 이루어지는 보호막을 0.5㎛의 막두께로 형성한 후, 포토리소그래피 기술에 의해 보호막 위에 소정 형상의 마스크를 형성하고, RIE 장치에 의해 CHF3가스를 이용한 에칭에 의해 스트라이프 형상의 Si 산화물로 이루어지는 보호막을 형성한다. 이 Si 산화물의 보호막을 마스크로 하여 Cl2 가스와 SiCl4 가스를 이용해서 반도체 층을 에칭하여, 활성층보다도 위에 릿지 스트라이프가 형성된다. 이때, 릿지의 폭은 1.4㎛로 되도록 한다.
SiO2 마스크를 형성시킨 상태에서, p형 반도체 층 표면에 ZrO2으로 이루어지는 제1 절연막을 막두께 약 1000Å로 형성한다. 제1 절연막을 형성한 후, 웨이퍼를 600℃로 열처리한다. 이와 같이 SiO2 이외의 재료를 제1 절연막으로서 형성할 경우, 제1 절연막 형성 후에, 300℃ 이상, 바람직하게는 400℃ 이상 1200℃ 이하로 열처리함으로써, 절연막 재료를 안정화시킬 수 있다. 열처리 후, 버퍼드 액에 침지시켜 릿지 스트라이프의 상면에 형성한 SiO2를 용해 제거하고, 리프트오프법에 의 해 SiO2와 함께, p형 콘택트 층 상에 있는 ZrO2을 제거한다. 이에 의해 릿지의 상면은 노출되고, 릿지의 측면은 ZrO2로 피복된 구조로 된다.
다음으로 p형 콘택트 층 상에 Ni-Au로 이루어지는 p전극(230)을 형성한다. Ni의 막두께는 100Å, Au의 막두께는 1500Å으로 한다. 그 후, 600℃로 열처리를 한다(생략 가능). 다음으로 제2 절연막으로서 SiO2를 레이저 소자의 측면에 형성한다. 또한 상기 p전극 위에 p패드 전극으로서 Ni-Ti-Au의 순으로 형성한다. 다음으로 GaN 기판을 연마해서 약 85㎛의 막두께로 되도록 조정 후, 기판 이면에 V-Pt-Au의 순으로 막두께를 100Å, 2000Å, 3000Å로 적층한 n전극을 형성한다.
다음으로 질화물 반도체 층측으로부터 브레이킹하고 벽개함으로써 바 형상으로 한다. 질화물 반도체 층의 벽개면은 질화물 반도체의 M면(11-00면)으로 되어 있고, 이 면을 공진기 면으로 한다.
(유전체막(110))
상기한 바와 같이 형성된 바 형상의 질화물 반도체의 광출사측 단부면에 유전체막을 설치한다. 광출사측 단부면에는 ECR 스퍼터 장치를 이용해서 산소 등의 활성 가스의 플라즈마를 이용해서 공진기 단부면을 클리닝한 후, ZrO2, Nb2O5, Al2O3, TiO2 등의 제1 유전체막과 제2 유전체막을 형성한다. 본 실시예에서는 유전체막(110)을 AlxOy로 한다. 금속 타겟에 5N의 Al을 이용하고, Ar의 유량을 15sccm, O2의 유량을 10sccm으로 하고, 마이크로파 파워 600W, RF 600W의 조건에서 제1 유전 체막(111)을 20㎚의 막두께로 성막한다. 다음으로 Ar의 유량을 10sccm, O2의 유량을 3sccm, 마이크로파 파워 450W, RF 450W의 조건에서 제2 유전체막(112)을 130㎚의 막두께로 성막한다. 여기에서 405㎚의 광에 대해서 상기 제1 유전체막의 굴절률은 1.63이며, 상기 제2 유전체막의 굴절률은 1.67이다.
(유전체막(110'))
다음으로 광반사측 단부면에는 AlxOy으로 이루어지는 유전체막(110')을 형성한 후, SiO2와 ZrO2로 이루어지는 반사 미러(310)를 형성한다.
ECR 스퍼터 장치를 이용해서 산소 등의 활성 가스의 플라즈마를 이용해서 반사측 단부면을 클리닝한 후, 유전체막(110')을 이하의 조건에서 형성한다. Al원에는 금속 타겟의 Al을 이용한다. 우선 Ar의 유량을 15sccm, O2의 유량을 10sccm, 마이크로파 파워 600W, RF 600W의 조건에서 제1 유전체막(111')을 20㎚ 성막한 후, Ar의 유량을 10sccm, O2의 유량을 3sccm, 마이크로파 파워 450W, RF 450W의 조건에서 제2 유전체막(112')을 40㎚ 성막하고, Al2O3로 이루어지는 보호막을 형성한다. 여기에서 405㎚의 광에 대해서 상기 제1 유전체막의 굴절률은 1.63이며, 상기 제2 유전체막의 굴절률은 1.67이다.
그 후, SiO2를 Si 타겟으로 이용하고, Ar의 유량을 20sccm, O2의 유량을 7sccm, 마이크로파 파워 500W, RF 500W의 조건에 의해 막두께 67㎚로 형성한다. 다음으로 ZrO2을 Zr타겟으로 이용하고, Ar의 유량을 20sccm, O2의 유량을 27.5sccm, 마이크로파 파워 500W, RF 500W의 조건에 의해 막두께 44㎚로 형성한다. 상기 조건에서 SiO2와 ZrO2을 교대로 6쌍 적층해서 반사 미러(310)를 형성한다.
그 후, 바 형상의 반도체로부터 칩화해서 사각 형상의 질화물 반도체 레이저 소자를 형성한다. 공진기장은 600㎛, 칩 폭을 200㎛로 한다. 이상으로부터, 얻어지는 질화물 반도체 레이저 소자는 도 9에 도시한 바와 같이 COD 레벨이 800mW 이상이다. 비교예로서 도 10에는 본 실시예의 상기 유전체막을 갖지 않는 질화물 반도체 레이저 소자의 COD 레벨을 나타낸다. 또 Kink 파워가 400mW로 된다. 수명 시험(Tc=70℃, CW에서 출력 100mW)을 행한 결과, 5000시간 이상의 결과를 얻을 수 있었다. 또 본 실시예에서의 질화물 반도체 레이저 소자는 실온에 있어서 임계값 전류밀도 3.5kA/㎠, CW 구동시에 150mW의 고출력에 있어서 발진 파장 405㎚의 연속 발진 가능한 것이다.
[실시예 2]
실시예 1에 있어서, 광출사측 단부면의 유전체막(110)을 이하의 구성으로 하는 것 외에는 마찬가지로 해서 질화물 반도체 레이저 소자를 형성한다. ECR 스퍼터 장치를 이용한다. 산소 등의 활성 가스의 플라즈마를 이용해서 광출사측 단부면을 클리닝한 후, AlxOy로 이루어지는 제1 유전체막과 제2 유전체막을 형성한다. 우선, 금속 타겟에 5N의 Al을 이용하고, Ar의 유량을 15sccm, O2의 유량을 10sccm, 마이크로파 파워 600W, RF 600W의 조건에서 제1 유전체막을 20㎚의 막두께로 성막한다. 그 후, 금속 타겟에 5N의 Al을 이용하고, Ar의 유량을 10sccm, O2의 유량을 3sccm, 마이크로파 파워 450W, RF 450W의 조건에서 제2 유전체막을 100㎚의 막두께로 성막한다. 여기에서 405㎚의 광에 대해서 상기 제1 유전체막의 굴절률은 1.63이며, 상기 제2 유전체막의 굴절률은 1.67이다. 이상에서 얻어진 질화물 반도체 레이저 소자는 실시예 1과 거의 같은 특성을 나타낸다.
[실시예 3]
실시예 1에 있어서, 유전체막을 이하의 구성으로 하는 것 외에는 마찬가지로 해서 질화물 반도체 레이저 소자를 형성한다.
광출사측 단부면에는 ECR 스퍼터 장치를 이용하고 산소 등의 활성 가스의 플라즈마를 이용해서 광출사측 단부면을 클리닝한 후, 금속 타겟에 5N의 Al을 이용하고, Ar의 유량을 15sccm, O2의 유량을 10sccm, 마이크로파 파워 600W, RF 600W의 조건에서 제1 유전체막(111)을 20㎚ 성막한 후, 금속 타겟에 5N의 Al을 이용하고, Ar의 유량을 10sccm, O2의 유량을 3sccm, 마이크로파 파워 450W, RF 450W의 조건에서 제2 유전체막을 40㎚ 성막함으로써, 유전체막(110)을 형성한다. 여기에서 405㎚의 광에 대해서 상기 제1 유전체막의 굴절률은 1.63이며, 상기 제2 유전체막의 굴절률은 1.67이다.
다음으로 Al2O3을 금속 타겟에 Al을 이용해서, Ar의 유량을 10sccm, O2의 유량을 3sccm, 마이크로파 파워 450W, RF 450W의 조건에서 막두께 60㎚로 형성한다. 그 후, ZrO2을 Zr로 이루어지는 타겟을 이용하고, Ar의 유량을 20sccm, O2의 유량을 27.5sccm, 마이크로파 파워 500W, RF 500W의 조건에서 막두께 44㎚로 형성한다. 상기 조건에서 Al2O3과 ZrO2을 교대로 2쌍 적층해서 반사 미러(310)를 형성한다.
다음으로 광반사측 단부면에는 ECR 스퍼터 장치를 이용해서 산소 등의 활성 가스의 플라즈마를 이용해서 공진기 단부면을 클리닝한 후, 금속 타겟에 Al을 이용해서, Ar의 유량을 15sccm, O2의 유량을 10sccm, 마이크로파 파워 600W, RF 600W의 조건에서 제1 유전체막(111')을 20㎚ 성막한 후, 금속 타겟에 Al을 이용해서, Ar의 유량을 10sccm, O2의 유량을 3sccm, 마이크로파 파워 450W, RF 450W의 조건에서 제2 유전체막(112')을 40㎚ 성막함으로써 Al2O3로 이루어지는 유전체막(110')을 형성한다.
다음으로 금속 타겟에 Al을 이용해서, Ar의 유량을 10sccm, O2의 유량을 3sccm, 마이크로파 파워 450W, RF 450W의 조건에서 막두께 60㎚의 저굴절률막을 형성한다. 그 후, 금속 타겟에 Zr를 이용해서, Ar의 유량을 20sccm, O2의 유량을 27.5sccm, 마이크로파 파워 500W, RF 500W의 조건에서 막두께 44㎚의 고굴절률막을 형성한다. 상기 조건에서 Al2O3과 ZrO2을 교대로 6쌍 적층해서 반사 미러(310)를 형성한다.
그 후, 바 형상의 반도체로부터 칩화해서 공진기장 300㎛, 칩 폭 200㎛인 사각 형상의 질화물 반도체 레이저 소자를 형성한다. 이상으로부터, 얻어지는 질화물 반도체 레이저 소자는 COD 레벨이 350mW 이상이며, Kink 파워가 100mW로 된다. 또 수명 시험(Tc=70℃, CW에서 출력 20mW)을 행한 결과, 20000시간 이상의 결과를 얻을 수 있다. 또 본 실시예에서의 질화물 반도체 레이저 소자는 실온에 있어서 임계값 전류밀도 4.2kA/㎠, CW 구동시에 50mW의 고출력에 있어서 발진 파장 405㎚의 연속 발진 가능한 것이다.
[실시예 4]
실시예 1에 있어서, 광반사측 단부면의 유전체막을 이하의 구성으로 하는 것 외에는 마찬가지로 해서 질화물 반도체 레이저 소자를 형성한다.
광반사측 단부면에는 ECR 스퍼터 장치를 이용해서 산소 등의 활성 가스의 플라즈마를 이용해서 광반사측 단부면을 클리닝한 후, Al2O3을 Ar의 유량을 15sccm, O2의 유량을 10sccm, 마이크로파 파워 600W, RF 600W의 조건에서 제1 유전체막을 20㎚ 성막한 후, Ar의 유량을 10sccm, O2의 유량을 3sccm, 마이크로파 파워 450W, RF 450W의 조건에서 제2 유전체막을 40㎚ 성막하고, Al2O3로 이루어지는 유전체막을 형성한다. 여기에서 405㎚의 광에 대해서 상기 제1 유전체막의 굴절률은 대략 1.63이며, 상기 제2 유전체막의 굴절률은 대략 1.67이다.
다음으로 마그네트론 스퍼터 장치를 이용해서 SiO2를 Ar의 유량을 50sccm, O2의 유량을 5sccm, RF 500W의 조건에서 막두께 67㎚의 저굴절률막을 형성한다. 그 후, ZrO2을 Ar의 유량을 50sccm, O2의 유량을 10sccm, RF 500W의 조건에서 막두께 46㎚의 고굴절률막을 형성한다. 상기 조건에서 SiO2와 ZrO2을 교대로 6쌍 적층해서 반사 미러(310)를 형성한다. 이상에서 얻어진 질화물 반도체 레이저 소자는 실시 예 1과 거의 같은 특성을 나타낸다.
[실시예 5]
실시예 1에 있어서, 광반사측 단부면의 유전체막을 이하의 구성으로 하는 것 외에는 마찬가지로 해서 질화물 반도체 레이저 소자를 형성한다.
제1 유전체막을 200Å의 막두께로 형성하고, 제2 유전체막을 1000Å의 막두께로 형성하고, ZrO2을 440Å의 막두께로 형성하고, 다음으로 (Al2O3을 600Å, ZrO2을 440Å)을 7페어 형성한다. 마지막으로 Al2O3을 1200Å의 막두께로 형성한다. 이상에서 얻어진 질화물 반도체 레이저 소자는 수명 특성이 우수한 것이다.
[실시예 6]
실시예 1에 있어서, 광반사측 단부면의 유전체막을 이하의 구성으로 하는 것 외에는 마찬가지로 해서 질화물 반도체 레이저 소자를 형성한다.
제1 유전체막을 200Å의 막두께로 형성하고, 제2 유전체막을 1000Å의 막두께로 형성하고, ZrO2을 440Å의 막두께로 형성하고, 다음으로 (Al2O3을 600Å, ZrO2을 440Å)을 7쌍 형성한다. 마지막으로 Al2O3을 1000Å, AlN을 200Å의 막두께로 형성한다. 이상에서 얻어진 질화물 반도체 레이저 소자는 수명 특성이 우수한 것이다.
[실시예 7]
실시예 1에 있어서, 광반사측 단부면의 유전체막을 이하의 구성으로 하는 것 외에는 마찬가지로 해서 질화물 반도체 레이저 소자를 형성한다.
프론트 단부면에 제1 유전체막을 200Å의 막두께로 형성하고, 제2 유전체막을 800Å의 막두께로 형성하고, 또한 제1 유전체막과 같은 형성 조건에서 막두께가 200Å인 유전체막을 차례로 형성한다. 이상에서 얻어진 질화물 반도체 레이저 소자는 수명 특성이 우수한 것이다.
본 발명의 반도체 레이저 소자는 광 디스크 용도, 광 통신 시스템, 인쇄기, 노광 용도, 측정 등에 이용할 수 있다. 또한 특정 파장에 감도를 갖는 물질에 반도체 레이저로부터 얻은 광을 조사함으로써, 그 물질의 유무 또는 위치를 검출할 수 있는 바이오 관련의 여기용 광원 등에 이용할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 광공진기 단부면의 열화나 광학손상(COD;catastrophic　optical　damage)을 억제함으로써 고출력의 반도체 레이저 소자를 제공할 수 있다.

Claims (14)

  1. 광공진기 단부면의 적어도 한쪽에, 유전체막을 갖는 반도체 레이저 소자로서,
    상기 유전체막은 동일 원소로 이루어지는 제1 유전체막과 제2 유전체막을 반도체의 단부면측으로부터 차례로 형성하여 이루어지는 것이며,
    상기 제1 유전체막은 단결정으로 이루어지는 막을 함유하고 있고,
    상기 제2 유전체막은 아몰퍼스로 이루어지는 막을 함유하고 있고,
    상기 제1 유전체막과 제2 유전체막은 조성비가 대략 동일한 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
  2. 광공진기 단부면의 적어도 한쪽에, 유전체막을 갖는 반도체 레이저 소자로서,
    상기 유전체막은 동일 원소로 이루어지는 제1 유전체막과 제2 유전체막을 반도체의 단부면측으로부터 차례로 형성하여 이루어지는 것이며,
    상기 제1 유전체막은 반도체와 유전체막의 반응 방지막이며, 상기 제2 유전체막은 레이저 광의 반사막인 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 유전체막은 단결정으로 이루어지는 막을 함유하고 있고, 또한 상기 제2 유전체막은 아몰퍼스로 이루어지는 막을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유전체막은 상기 제2 유전체막보다도 굴절률이 낮은 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 유전체막은 상기 제1 유전체막보다도 막두께가 두꺼운 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유전체막의 반사율은 25% 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유전체막의 반사율은 반도체 레이저 소자의 발진 파장이 대략 400㎚일 때에는 20% 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유전체막, 및 제2 유전체막은 Al과 O를 구성 원소로 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유전체막과 상기 제2 유전체막은 열팽창 계수가 거의 일치하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유전체막은 최외층이 질화물인 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
  11. 광공진기 단부면의 적어도 한쪽에, 유전체막을 갖는 반도체 레이저 소자로서,
    상기 유전체막은 제1 유전체막과 제2 유전체막과 제3 유전체막을 반도체의 단부면측으로부터 차례로 형성하여 이루어지는 것이며,
    상기 제1 유전체막과 제2 유전체막은 동일 원소로 이루어지고,
    상기 제3 유전체막은 제1 유전체막 및 제2 유전체막과는 상이한 원소를 갖는 것이며,
    상기 제1 유전체막은 반도체와 유전체막의 반응 방지막이며,
    상기 제2 유전체막은 제1 유전체막과 제3 유전체막의 응력 완화막인 것을 특 징으로 하는 반도체 레이저 소자.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 유전체막 및 제2 유전체막은 산소를 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 유전체막의 산소 함유량은 상기 제2 유전체막의 산소 함유량보다도 많은 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 유전체막은 최외층이 질화물인 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 소자.
KR1020060071341A 2005-07-29 2006-07-28 반도체 레이저 소자 KR101368058B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2005-00221338 2005-07-29
JP2005221338 2005-07-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070015062A true KR20070015062A (ko) 2007-02-01
KR101368058B1 KR101368058B1 (ko) 2014-02-26

Family

ID=37192397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060071341A KR101368058B1 (ko) 2005-07-29 2006-07-28 반도체 레이저 소자

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7738524B2 (ko)
EP (2) EP2048752B1 (ko)
KR (1) KR101368058B1 (ko)
CN (1) CN100449888C (ko)
AT (1) ATE424052T1 (ko)
DE (1) DE602006005293D1 (ko)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7534633B2 (en) 2004-07-02 2009-05-19 Cree, Inc. LED with substrate modifications for enhanced light extraction and method of making same
DE102006054069A1 (de) * 2006-09-26 2008-03-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements und optoelektronisches Bauelement
EP1906461B1 (de) * 2006-09-26 2020-03-18 OSRAM Opto Semiconductors GmbH Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements und optoelektronisches Bauelement
US8045595B2 (en) * 2006-11-15 2011-10-25 Cree, Inc. Self aligned diode fabrication method and self aligned laser diode
US7813400B2 (en) * 2006-11-15 2010-10-12 Cree, Inc. Group-III nitride based laser diode and method for fabricating same
US7773650B2 (en) * 2006-12-28 2010-08-10 Nichia Corporation Nitride semiconductor laser element
US7646798B2 (en) * 2006-12-28 2010-01-12 Nichia Corporation Nitride semiconductor laser element
US7834367B2 (en) 2007-01-19 2010-11-16 Cree, Inc. Low voltage diode with reduced parasitic resistance and method for fabricating
US7668218B2 (en) * 2007-02-20 2010-02-23 Nichia Corporation Nitride semiconductor laser element
US7764722B2 (en) * 2007-02-26 2010-07-27 Nichia Corporation Nitride semiconductor laser element
US7804872B2 (en) * 2007-06-07 2010-09-28 Nichia Corporation Nitride semiconductor laser element
JP5041883B2 (ja) * 2007-06-07 2012-10-03 昭和電工株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体層の製造方法、ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子の製造方法
US7701995B2 (en) * 2007-07-06 2010-04-20 Nichia Corporation Nitride semiconductor laser element
US10256385B2 (en) 2007-10-31 2019-04-09 Cree, Inc. Light emitting die (LED) packages and related methods
JP5183516B2 (ja) * 2008-02-15 2013-04-17 三洋電機株式会社 半導体レーザ素子
JP5218117B2 (ja) * 2008-03-18 2013-06-26 三菱電機株式会社 窒化物半導体積層構造及び光半導体装置並びにその製造方法
JP5169972B2 (ja) * 2008-09-24 2013-03-27 三菱電機株式会社 窒化物半導体装置の製造方法
JP2010109144A (ja) * 2008-10-30 2010-05-13 Sanyo Electric Co Ltd 半導体レーザ素子およびその製造方法
US20100327300A1 (en) * 2009-06-25 2010-12-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Contact for a semiconductor light emitting device
JP2011151074A (ja) * 2010-01-19 2011-08-04 Mitsubishi Electric Corp 窒化物半導体装置の製造方法
KR100999798B1 (ko) * 2010-02-11 2010-12-08 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
JP5707772B2 (ja) 2010-08-06 2015-04-30 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体レーザ素子及びその製造方法
JP2012109499A (ja) * 2010-11-19 2012-06-07 Sony Corp 半導体レーザ素子およびその製造方法
US10559939B1 (en) 2012-04-05 2020-02-11 Soraa Laser Diode, Inc. Facet on a gallium and nitrogen containing laser diode
US9755059B2 (en) 2013-06-09 2017-09-05 Cree, Inc. Cascode structures with GaN cap layers
US9847411B2 (en) 2013-06-09 2017-12-19 Cree, Inc. Recessed field plate transistor structures
DE102015116712A1 (de) * 2015-10-01 2017-04-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement
CN113422289B (zh) * 2021-05-21 2022-07-08 湖北光安伦芯片有限公司 通信激光器半导体芯片及其制作方法
CN115915817A (zh) * 2021-09-30 2023-04-04 Tcl科技集团股份有限公司 发光器件及其制备方法、显示装置
EP4195427A1 (en) * 2021-12-07 2023-06-14 Nichia Corporation Nitride semiconductor laser element

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2591099B2 (ja) * 1988-09-29 1997-03-19 旭硝子株式会社 レーザ共振型光ピックアップ
JPH06104526A (ja) * 1992-09-22 1994-04-15 Hitachi Ltd 光素子および光電子装置
US5497389A (en) * 1993-06-25 1996-03-05 The Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor laser device having an active layer and a resonator having a single reflector or pair of reflectors
JP3601893B2 (ja) * 1995-12-12 2004-12-15 シャープ株式会社 半導体レーザ装置
US6677619B1 (en) * 1997-01-09 2004-01-13 Nichia Chemical Industries, Ltd. Nitride semiconductor device
JP2980052B2 (ja) * 1997-03-31 1999-11-22 日本電気株式会社 半導体装置の製造方法
US6396864B1 (en) * 1998-03-13 2002-05-28 Jds Uniphase Corporation Thermally conductive coatings for light emitting devices
JP2001119096A (ja) * 1999-10-18 2001-04-27 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体レーザー装置
EP1164669B1 (en) 1999-11-30 2007-01-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser device, method for producing the same, and optical disk device
US6618409B1 (en) 2000-05-03 2003-09-09 Corning Incorporated Passivation of semiconductor laser facets
JP4977931B2 (ja) 2001-03-06 2012-07-18 ソニー株式会社 ＧａＮ系半導体レーザの製造方法
US6977953B2 (en) * 2001-07-27 2005-12-20 Sanyo Electric Co., Ltd. Nitride-based semiconductor light-emitting device and method of fabricating the same
US20030035964A1 (en) * 2001-08-16 2003-02-20 Motorola, Inc. Microcavity semiconductor laser
JP2003078199A (ja) * 2001-09-03 2003-03-14 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体レーザ装置
JP3770386B2 (ja) * 2002-03-29 2006-04-26 ユーディナデバイス株式会社 光半導体装置及びその製造方法
CN100346543C (zh) * 2003-11-25 2007-10-31 夏普株式会社 半导体激光元件及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1748524A1 (en) 2007-01-31
CN100449888C (zh) 2009-01-07
DE602006005293D1 (de) 2009-04-09
US7738524B2 (en) 2010-06-15
EP1748524B1 (en) 2009-02-25
KR101368058B1 (ko) 2014-02-26
US20070025231A1 (en) 2007-02-01
EP2048752A3 (en) 2009-05-27
ATE424052T1 (de) 2009-03-15
EP2048752A2 (en) 2009-04-15
CN1929218A (zh) 2007-03-14
EP2048752B1 (en) 2012-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101368058B1 (ko) 반도체 레이저 소자
KR100679387B1 (ko) 질화물 반도체 레이저 소자 및 이의 제조방법
KR100778909B1 (ko) 반도체 레이저 소자
JP4830315B2 (ja) 半導体レーザ素子
JP4997744B2 (ja) 窒化物半導体素子及びその製造方法
JP2006066869A (ja) 窒化物半導体レーザ素子及び窒化物半導体素子
US7830940B2 (en) Nitride semiconductor laser element having nitride semiconductor substrate and nitride semiconductor layer laminated thereon with nitride semiconductor substrate and nitride semiconductor layer having recesses formed in high dislocation density region of nitride semiconductor substrate and nitride semiconductor layer having portions with different film thicknesses
JP2008227002A (ja) 窒化物半導体レーザ素子
JP5391588B2 (ja) 窒化物半導体レーザ素子
JP5444609B2 (ja) 半導体レーザ素子
WO2005006506A1 (ja) 窒化物半導体レーザ素子及びそれを用いたレーザー装置
JP4946243B2 (ja) 半導体レーザ素子、及びそれを用いた光ピックアップ装置、光学式情報再生装置
JP4985374B2 (ja) 窒化物半導体レーザ素子
KR101407885B1 (ko) 질화물 반도체 레이저 소자
US20080298411A1 (en) Nitride-based semiconductor laser device and method of manufacturing the same
JP2010062300A (ja) 窒化物半導体素子およびその製造方法
JP2006024703A (ja) 窒化物半導体レーザ素子
JP2010258296A (ja) 窒化物系半導体光素子およびその製造方法
JP4131293B2 (ja) 窒化物半導体レーザ素子及び窒化物半導体素子
JP2008218523A (ja) 窒化物半導体レーザ素子及びその製造方法
JP2005101536A (ja) 窒化物半導体レーザ素子
EP4195427A1 (en) Nitride semiconductor laser element
JP5223342B2 (ja) 窒化物半導体レーザ素子及びその製造方法
KR200318416Y1 (ko) 질화물 반도체 레이저 소자
JP2006186025A (ja) 窒化物半導体レーザ素子

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170119

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180118

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190116

Year of fee payment: 6