TWI381602B - Semiconductor laser element and manufacturing method thereof - Google Patents

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TWI381602B
TWI381602B TW094143374A TW94143374A TWI381602B TW I381602 B TWI381602 B TW I381602B TW 094143374 A TW094143374 A TW 094143374A TW 94143374 A TW94143374 A TW 94143374A TW I381602 B TWI381602 B TW I381602B
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Hideki Matsubara
Hirohisa Saitou
Takashi Misaki
Fumitake Nakanishi
Hiroki Mori
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Sumitomo Electric Industries
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Description

半導體雷射元件及其製造方法
本發明係關於一種半導體雷射元件及其製造方法，進而特定而言，本發明係關於一種具備含有GaN(氮化鎵)之磊晶層之2次元繞射光柵之半導體雷射元件及其製造方法。
DFB(Distributed feedback，分佈反饋)雷射係藉由設置於內部之1次元繞射光柵而誘發前進波及反向波之合成並利用有其結果所產生之駐波之雷射。該現象僅藉由相對於1次元繞射光柵滿足布拉格條件之特定波長之光而產生。因此，根據DFB雷射，縱向模式(受到振盪之光之光軸方向之共振模式)可穩定單一模式之光而進行振盪。
另一方面，於DFB雷射中，受到振盪之光之光軸方向(換言之，則為垂直於繞射光柵之方向)以外的方向之光，即便藉由繞射光柵而繞射亦不會成為駐波，故並不進行反饋。即，於DFB雷射中存在如下缺點，由於受到振盪之光之光軸方向以外之方向之光將出現耗損而於振盪並無關係，故與此相應發光效率將較差。
故而，近年來對具有2次元折射率分佈之2次元光子結晶雷射不斷開發。根據2次元光子結晶雷射，即便為受到振盪之光之光軸方向以外的光亦可藉由使存在於光子結晶面內之各種方向之光進行繞射產生駐波，而提高發光效率。又，2次元光子結晶雷射由於具有為於垂直於光子結晶之主面之方向上進行面發光之特徵，故而可增加雷射光之輸出。 先前之2次元光子結晶雷射，具有例如以下構造。
2次元光子結晶雷射，其具有以形成雙異質接面之方式而形成之n型被覆層、活性層及p型被覆層、以及InP基板之2個電極。於InP基板之主面上，以特定光柵排列(例如三角光柵或正方形光柵等)開口有複數個孔。藉此，並未開孔之部分為InP之折射率(n=3.21)，而經過開孔之部分為空氣之折射率(n=1)，InP基板之主面為具有週期性折射率分佈之光子結晶(2次元繞射光柵)。該InP基板之主面上以如下順序形成有n型被覆層、活性層以及p型被覆層。於p型被覆層之主面以及並未形成有光子結晶之側之InP基板之主面上分別形成有2個電極。
如此之2次元光子結晶雷射中，藉由將適當電壓施加至2個電極之間，而將電洞及電子注入活性層中。繼而，若使電洞及電子進行再次鍵結，則於活性層內將產生具有特定波長之光。繼而，該光向活性層外洩漏而成為衰減光，並傳送至光子結晶層，於光子結晶層內孔之晶格點中重複布拉格反射。其結果，各晶格點之間將產生駐波，成為波長以及相位一致之光。繼而，該光自垂直於光子結晶主面之方向上進行振盪。
先前之2次元光子結晶雷射以如下方式製造，製作於第1InP基板上形成有光子結晶之形態之第1零件以及於第2InP基板上形成有n型被覆層、活性層以及p型被覆層之形態之第2零件，並使第1InP基板之光子結晶以及第2InP基板上形成於光子結晶之正上方之層(n型或者p型被覆層)熔融 貼附，其後將第2InP基板除去，形成2個電極。
再者，先前之2次元光子結晶雷射，例如揭示於專利文獻1、非專利文獻1以及非專利文獻2中。於專利文獻1中，揭示有於含有n型InP之基板上形成有含有InGaAs等之光子結晶構造之2次元光子結晶雷射。又，於非專利文獻1中，揭示有於含有InP之基板上形成有含有InP之光子結晶之2次元光子結晶雷射。又，於非專利文獻2中，揭示有具有於含有n型InP之基板上形成有孔之光子結晶的2次元光子結晶雷射。該等2次元光子結晶雷射，全部係使紅外線進行振盪之雷射。進而，於非專利文獻3中，揭示有熔融貼附GaN磊晶層彼此之技術。
[專利文獻1]特開2000-332351號公報
[非專利文獻1]橫山光他，[二次元光子結晶面發光雷射]，日本紅外線學會雜誌，2003年第12卷第2號第17頁至第23頁
【非專利文獻2】M. Imada,et al.,"Coherent two-dimensional lasing action in surface-emitting laser with triangular-lattice photonic crystal", App. Phys. Lett.,75(3)pp. 316-318,19 July 1999
[非專利文獻3]T. Tokuda,et al.,"Wafer Fusion Technique Applied to GaN/GaN System", Jpn. J. Appl. Phys., 39(2000) Pt.2, No.6B pp. L572-L574.
[發明所欲解決之問題]
近年來，對於使藍色或紫外線等短波長之光進行振盪之2 次元光子結晶雷射之要求不斷提高。為使藍色或紫外線等短波長之光進行振盪，必須使用具有紫外線區域之帶隙之GaN等材料作為光子結晶。然而，於使用GaN作為光子結晶之情形時，當製造2次元光子結晶雷射時會產生例如以下之問題。
如上所述，當製造2次元光子結晶雷射時，於其它物體上製造光子結晶以及形成於光子結晶正上方之層(n型或者p型被覆層)後，必須使光子結晶以及形成於光子結晶正上方之層熔融貼附。然而，GaN結晶表面之RMS(均方根表面粗糙度)通常為2 nm以上，故GaN結晶表面之平坦度較低。為此，存在包含有GaN之光子結晶，難以與其他層進行熔融貼附之問題。尤其，當使包含有p型GaN之光子結晶以及包含有p型GaN之被覆層熔融貼附之情形時，光子結晶及被覆層並不達成歐姆接觸。
又，包含有GaN之光子結晶與形成於光子結晶之正上方之層的熔融貼附，通常於還元性氣體環境且高溫高壓之狀態下進行。故而，存在當進行熔融貼附時易於使元件受到形變等損害之問題。
故而，本發明之目的在於提供一種無需進行熔融貼附即可進行製造之半導體雷射元件及其製造方法。
本發明之半導體雷射元件具有：基板，其具有主面；2次元繞射光柵，其包含有沿著主面所延伸之方向形成於基板上並包含GaN之磊晶層，以及折射率低於磊晶層之低折 射率材料；第1導電型被覆層，其形成於基板上；第2導電型被覆層，其形成於基板上；活性層，其受到第1導電型被覆層以及第2導電型被覆層夾持且注入有載子時會進行發光；以及含GaN層，其覆蓋2次元繞射光柵之正上方。
根據本發明之半導體雷射元件，覆蓋2次元繞射光柵之正上方的含GaN之層，可藉由使用磊晶法而形成於上述磊晶層之正上方。即，無需使2次元繞射光柵與形成於2次元繞射光柵正上方之層熔融貼附，即可於2次元繞射光柵上形成被覆層等。因此，無需進行熔融貼附即可製造半導體雷射元件。
本發明之半導體雷射元件中，較好的是，磊晶層含有複數個孔，且於複數個孔內埋入有作為繞射晶格點之低折射率材料。
藉此，成為相對於TE模式之光產生駐波並使光進行振盪之半導體雷射元件。
本發明之半導體雷射元件中，較好的是低折射率材料包含複數個孔，且於複數個孔內埋入有構成作為繞射晶格點之磊晶層之GaN。
藉此，成為相對於TM模式之光產生駐波並使光進行振盪之半導體雷射元件。
本發明之半導體雷射元件中，較好的是，包含覆蓋2次元繞射光柵之正上方的GaN之層與包含有GaN之磊晶層為相同之層，或者磊晶經過連續成長之層。
藉此，成為磊晶層覆蓋具有低折射率材料之上部以及側 部有之形態的2次元繞射光柵。
本發明之一態樣之半導體雷射元件之製造方法，具有以下工序。使第1導電型被覆層、活性層以及第2導電型被覆層以此順序形成於基板上。使具有特定圖案且折射率低於GaN之低折射率材料形成於基板上。於形成低折射率材料後，使含有GaN之磊晶層形成於基板上(磊晶層形成工序)。於磊晶層形成工序之後，於低折射率材料之正上方區域中沿著基板之主面使包含GaN之層成長。
根據本發明之一態樣之半導體雷射元件之製造方法，於形成含有GaN之磊晶層後，含有GaN之層將於磊晶層上進行磊晶成長，並於低折射率材料之正上方區域中沿著基板之主面成長。藉此，形成有包含有磊晶層及低折射率材料之2次元繞射光柵以及覆蓋2次元繞射光柵上且覆蓋GaN之層。即，無需與形成於2次元繞射光柵正上方之層進行熔融貼附，即可於2次元繞射光柵上形成層。因此，無需進行熔融貼附即可製造半導體雷射元件。
上述製造方法中，較好的是，可藉由磊晶法而形成第1導電型被覆層、活性層以及第2導電型被覆層中任一者。
藉此，因第1導電型被覆層、活性層以及第2導電型被覆層之結晶性良好，故而於活性層之上形成磊晶層之情形時可提高磊晶層之結晶性。
於本發明之半導體雷射元件及上述製造方法中，較好的是，低折射率材料包含有選自由SiO2、MgF2、CaF2、BaF2以及LiF所組成之群中至少1種以上之材料。
該等材料均具有折射率充分低於磊晶層之折射率。可藉由增大磊晶層與低折射率材料之折射率之差，而使磊晶層作為有效2次元繞射光柵起作用。又，較之GaN系材料，於該等材料上，包含GaN之層難以成長，故而可僅以作為基材之GaN系材料使包含GaN之層進行選擇性成長。
於上述製造方法中，較好的是，低折射率材料之圖案係複數個柱狀部圖案。藉此，可獲得繞射晶格點包含有低折射率材料之2次元繞射光柵，故可獲得相對於TE模式之光產生駐波並使光進行振盪之半導體雷射元件。
於上述製造方法中，較好的是，低折射率材料之圖案係複數個孔之圖案。藉此，可獲得包含具有GaN磊晶層之複數個柱狀部的繞射晶格點之2次元繞射光柵，故可獲得相對於TM模式之光產生駐波並使光進行振盪之半導體雷射元件。
於上述製造方法中，較好的是，於使包含GaN之層成長之工序中，使用有機金屬氣相沉積法，形成包含GaN之層。藉此，可易於使包含GaN之層沿著基板之主面而成長。
於上述製造方法中，較好的是，於使包含GaN之層成長之工序中，於使氣體環境之壓力為90 kPa以下之狀態下形成包含GaN之層。藉此，可易於使包含GaN之層沿著基板主面而成長。
本發明之其他態樣中之半導體雷射元件之製造方法，具有以下工序。藉由磊晶法使第1導電型被覆層、活性層以及第2導電型被覆層以此順序形成於基板上。使包含有GaN之 磊晶層形成於基板上。使磊晶層成形於2次元繞射光柵上。於2次元繞射光柵正上方之區域中使包含GaN之層沿著基板之主面而成長。
根據本發明之其他態樣中之半導體雷射元件之製造方法，包含GaN之層將於2次元繞射光柵正上方之區域中沿著基板之主面進行磊晶成長。藉此，可形成2次元繞射光柵以及覆蓋2次元繞射光柵上且包含GaN之層。即，無需與形成於2次元繞射光柵正上方之層進行熔融貼附，即可於2次元繞射光柵上形成層。因此，無需進行熔融貼附即可製造半導體雷射元件。
於本發明之其他態樣中之半導體雷射元件之製造方法中，較好的是，於使2次元繞射光柵成形之工序中，於磊晶層中形成複數個空氣孔。
藉此，可獲得繞射晶格點包含有複數個空氣孔之2次元繞射光柵，故可獲得相對於TE模式之光產生駐波並使光進行振盪之半導體雷射元件。
於本發明之其他態樣中之半導體雷射元件之製造方法中，較好的是，於2次元繞射光柵之成形工序中，使磊晶層成形為複數個柱狀。
藉此，可獲得包含有形成有因空氣而造成之間隙且含有磊晶層之複數個柱狀部之繞射晶格點的2次元繞射光柵，故可獲得相對於TM模式之光產生駐波並使光進行振盪之半導體雷射元件。
於本發明之半導體雷射元件及其製造方法中，較好的 是，基板包含有導電性GaN或者導電性SiC(碳化矽)。
於導電性GaN或者導電性Sic上使GaN進行磊晶成長，則可獲得位錯密度較低且平坦度較高之GaN結晶，因此，可降低磊晶層之位錯密度並提高其平坦度。又，若使用具有導電性之基板，則由於可藉由於基板上安裝電極並介以基板而注入電流，故而可將高電流密度之電流注入活性層內。
本發明之進而其他態樣中之半導體雷射元件之製造方法，具有以下之工序。藉由磊晶法而將第1導電型被覆層、活性層以及第2導電型被覆層以此順序形成於基板上。於基板上形成含有GaN之磊晶層。於磊晶層中形成複數個孔。使用有機金屬氣相沉積法，於複數個孔正上方之區域中沿著基板之主面使包含GaN之層成長。
根據本發明之其他態樣中之半導體雷射元件之製造方法，於複數個孔正上方之區域中包含GaN之層將沿著基板之主面而成長。藉此，形成有2次元繞射光柵以及覆蓋2次元繞射光柵上且包含GaN之層。即，無需與形成於2次元繞射光柵正上方之層進行熔融貼附，即可於2次元繞射光柵上形成層。因此，無需進行熔融貼附即可製造半導體雷射元件。
於本發明之進而其他態樣中之半導體雷射元件之製造方法中，較好的是，於使包含GaN之層成長之工序中，於使氣體環境之壓力為90 kPa以下之狀態下形成包含GaN之層。藉此，包含GaN之層可易於沿著基板之主面而成長，故可易於以包含GaN之層覆蓋複數個孔正上方之區域。
於本發明之進而其他態樣中之半導體雷射元件之製造方法中，較好的是，於使包含GaN之層成長之工序中，於使氣體環境之壓力為10 kPa以上之狀態下形成包含GaN之層。包含GaN之層於減壓氣體環境中朝向橫向(與基板主面平行之方向)之成長得到促進。然而，可藉由使氣體環境之壓力為10 kPa以上，而使橫向之成長得到過於促進並使包含GaN之層亦自孔之側面成長之情形得到抑制。
於本發明之進而其他態樣中之半導體雷射元件之製造方法中，較好的是，於使複數個孔形成之工序後，進而具有於複數個孔之內部形成折射率低於氮化鎵之低折射率材料之工序。藉此，可抑制包含GaN之層亦自孔內部成長之情形。又，可藉由低折射率材料而構成繞射晶格點。
於本發明之進而其他態樣中之半導體雷射元件之製造方法中，較好的是，使複數個孔形成之工序包含：於形成複數個孔之部分以外之磊晶層上形成光阻之工序，以及使光阻為光罩而對磊晶層進行蝕刻之工序。形成低折射率材料之工序包含：於複數個孔之內部以及光阻上使用蒸著法，形成低折射率材料之工序，以及將光阻及光阻上之低折射率材料一併除去之工序。
藉此，可易於將光阻上之多餘之低折射率材料與光阻一併除去。
於本發明之進而其他態樣中之半導體雷射元件之製造方法中，較好的是，於形成低折射率材料之工序中，使用化學氣相沉積法而形成低折射率材料。
若使用化學氣相沉積法，則可沿著孔之內壁(側面以及底面)形成低折射率材料。故而，可以低折射率材料覆蓋孔之全部內壁，故可抑制包含GaN之層自孔之內部成長。
根據本發明之半導體雷射元件及其製造方法，無須進行熔融貼附即可製造半導體雷射元件。
以下，基於圖式，對本發明之實施形態加以說明。
(實施形態1)
圖1係表示本發明之實施形態1之半導體雷射元件之構成的立體圖。圖2係表示沿著圖1之II-II線之剖面圖。如圖1以及圖2所示，半導體雷射元件1具有基板3、n型被覆層4、活性層5、p型被覆層6、作為2次元繞射光柵之光子結晶層7、GaN層12、p型被覆層8、接觸層9、電極10以及11。
基板3包含有例如導電性GaN或者導電性Sic中之任一者，且具有主面3a以及3b。於基板3上形成有n型被覆層4以及p型被覆層6，而活性層5受到n型被覆層4以及p型被覆層6之夾持。光子結晶層7沿著主面3a所延伸之方向上形成於基板3上。又，光子結晶層7包含有磊晶層2a以及折射率低於磊晶層2a之複數個繞射晶格點(低折射率材料)2b。磊晶層2a含有GaN。又，於磊晶層2a上形成有複數個孔2c，且於複數個孔2c之內部埋入有低折射率材料。該低折射率材料為繞射晶格點2b。
光子結晶層7以及形成為覆蓋光子結晶層7之正上方之 GaN層12共同包含有GaN，且為相同之層(並無邊界)。再者，於本發明中，GaN層12並非必需，而可於光子結晶層7之正上方形成例如包含AlGaN之p型被覆層8。
於基板3上，n型被覆層4、活性層5、p型被覆層6、光子結晶層7、GaN層12、p型被覆層8以及接觸層9以此順序得到積層。於接觸層9上設置有圓形電極10，且於與基板3主面3a之相反側之主面3b之一面上設置有電極11。電極10以及11包含有例如Au(金)等。
活性層5包含有GaN，例如包含有具有AlxGa1-x-yInyN(0≦x，y≦1，0≦x+y≦1)之多重量子井。活性層5亦可沿著光子結晶層7而設置，並形成為於特定方向上延伸之複數個量子線。又，亦可形成為沿著光子結晶層7而設置之複數個量子箱。各量子線具有於直交於其長度方向之2方向上電子能量級成為離散式之尺寸(例如數10 nm左右)。各量子箱具有於相互直交之3方向上電子能量級成為離散式之尺寸(例如數10 nm左右)。若具備如此之量子構造，則可增大狀態密度，故而可提高發光效率，並且可使發光光譜出現垂直峰。
圖3係表示本發明之實施形態1之光子結晶層之構成之立體圖。如圖3所示，於光子結晶層7中，於磊晶層2a之表面17上複數個繞射晶格點2b設為形成有3角光柵。各繞射晶格點2b之中心與最近鄰接於其之6個繞射晶格點2b之中心之距離為等值，而孔之中心間隔例如為0.19 μm，孔2b之直徑例如為0.09 μm。
磊晶層2a具有第1折射率(於GaN之情形時為2.54)，而週期性形成之低折射率材料2b具有第2折射率。若增大第1折射率與第2折射率之差，則可獲得所期望之光子結晶特性。可行的是，低折射率材料2b為折射率至少低於磊晶層2a之低折射率材料，例如包含有SiO2、MgF2、CaF2、BaF2或者LiF等。
光子結晶層7係包含有對於第1方向以及與該方向成特定角度之第2方向具有相等週期(光柵常數所對應之值)之繞射光柵。於光子結晶層7中，對於上述2方向以及彼等方向之週期可進行各種選擇。又，光子結晶層7中之電極10(圖1)之正下方之區域A為自電極10注入有高電流密度之電流之區域，故而可作為使光射出之區域而起作用。有關半導體雷射元件1之發光方法將於下文中加以說明。
參照圖1以及圖2，n型被覆層4包含有例如n型AlGaN，而p型被覆層6包含有例如p型AlGaN。n型被覆層4以及p型被覆層6，可作為傳導應付與活性層5之載子之導電層而起作用。故而，n型被覆層4以及p型被覆層6設置為夾持活性層5。又，n型被覆層4以及p型被覆層6一併作為活性層5上侷限載子(電子及電洞)以及光之防滲漏層而起作用。即，n型被覆層4、活性層5以及p型被覆層6形成有雙異質接面。故而，可使有助於發光之載子集中於活性層5中。
又，p型被覆層6亦可作為阻止電子進入光子結晶層7之區塊層。藉此，可對光子結晶層7內電子以及電洞進行非發光再鍵結之情形進行抑制。
p型被覆層8包含有例如p型AlGaN。p型被覆層8可作為傳導應付與活性層5之載子之導電層而起作用。又，p型被覆層8可作為於光子結晶層7之下層中侷限載子(電子)以及光之防滲漏層而起作用。又，接觸層9係為使與電極10之接觸為歐姆接觸而形成的。
再者，以下列舉本實施形態中之半導體雷射元件1之各部分之尺寸，作為例示，基板3之厚度例如為100 μm，光子結晶層7之厚度例如為0.1 μm，n型被覆層4以及p型被覆層8各自之厚度例如為0.5 μm，活性層5以及p型被覆層6之厚度例如為0.1 μm。
其次，使用圖1至圖3對半導體雷射元件1之發光方法加以說明。
若對電極10施加正電壓，則電洞將自p型被覆層6以及8向活性層5注入，而電子將自n型被覆層4向活性層5注入。若向活性層5中注入有電洞以及電子(載子)，則會引起載子進行再結合，故會產生光。所產生之光之波長由活性層5所具備之半導體層之帶隙而決定。
活性層5中所產生之光，藉由n型被覆層4以及p型被覆層6而侷限於活性層5內，一部分光作為衰減光而到達光子結晶層7。當達到光子結晶層7之衰減光之波長與光子結晶層7所具有之特定週期一致之情形時，會於該週期所對應之波長中誘發駐波。
如此之現象由於活性層5以及光子結晶層7形成為具有2次元擴散，因此將會產生於以電極10為中心之區域A及其附 近中。可藉由因駐波所引起之反饋效果，而使雷射進行振盪。
繼之，列舉具體例說明2次元繞射光柵(光子結晶層)7。2次元繞射光柵，至少具有以相同週期平移於2方向上時會重合之性質。如此之2次元光柵，藉由配置為將正三角形、正方形、或者正六邊形緊鋪於一面上，並將晶格點設置於其各頂點而形成。此處，分別將使用正三角形而形成之光柵稱為3角光柵，將使用正方形而形成之光柵稱為正方形光柵，將使用正六邊形而形成之光柵稱為6邊光柵。
圖4係對光柵間隔為a之3角光柵進行蝕刻作為2次元繞射光柵之圖。3角光柵由一邊長度為a之正三角形所完全掩蓋。於圖4中，以任意選擇之晶格點A著眼點，將自晶格點A朝向晶格點B之方向稱為X-Γ方向，將自晶格點A朝向晶格點C之方向稱為X-J方向。於本實施形態中，就活性層5中所產生之光之波長與X-Γ方向之光柵週期相對應之情形加以說明。
2次元繞射光柵7，可認為包含以下所說明之3個1次元繞射光柵群L、M、N。1次元繞射光柵群L包含有朝向Y軸方向而設置之1次元光柵L1、L2、L3等。1次元繞射光柵群M，包含有朝向以相對於X軸方向為120度角度之方向而設置之1次元光柵M1、M2、M3等。1次元繞射光柵群N包含有朝向相對於X軸方向為60度方向而設置之1次元光柵N1、N2、N3等。該等3個1次元繞射光柵群L、N及M，若以任意晶格點為中心並以120度進行旋轉則會重合。於各1次元繞射光柵 群L、N及M中，1次元光柵間之間隔為d，而1次元光柵內之間隔為a。
首先，對光柵群L進行討論。行進於自晶格點A至晶格點B之方向上之光，將於晶格點B上產生繞射現象。繞射方向由布拉格條件2d．sinθ=mλ(m=0、±1、..)而決定。於此處，λ為磊晶層2a中之光之波長。於以滿足2次布拉格反射(m=±2)之方式形成繞射光柵之情形時，於θ=±60°、±120°之角度上存在有其他晶格點D、E、F及G。又，於對應於m=0之角度θ=0、180°中亦存在晶格點A以及K。
晶格點B上，例如朝向晶格點D之方向進行繞射之光，於晶格點D中依據光柵群M而進行繞射。該繞射可認為與依據光柵群L之繞射現象相同。其次，晶格點D中朝向晶格點H進行繞射之光，將依據光柵群N而進行繞射。如此般依次與晶格點H、晶格點I、晶格點J進行繞射。自晶格點J朝向晶格點A進行繞射之光將依據光柵群N而進行繞射。
如上述說明般，自晶格點A行進至晶格點B之光經過複數次繞射到達最初之晶格點A。故而，於半導體雷射元件1中，行進於某一方向上之光經由複數次繞射返回至最初之晶格點之位置，故而於各晶格點之間產生有駐波。因此，2次元繞射光柵7作為光共振器即波長選擇器以及反射器而起作用。
又，於上述布拉格條件2d．sinθ=mλ(m=0、±1、..)中，以m為奇數之條件之布拉格反射之方向為θ=±90°。其表示於垂直於2次元繞射光柵7主面之方向(圖4中為垂直於紙面 之方向)上繞射亦變強。藉此，可自垂直於2次元繞射光柵7主面之方向，即自發光面9a(圖1)進行發光(面發光)。
進而，於2次元繞射光柵7中，若認為上述說明係於任意晶格點A中進行的，則上述光之繞射可於應2次元配置之全部晶格點中產生。故而，可認為傳送於各X-Γ方向之光，可藉由布拉格繞射而互相2次元結合。於2次元繞射光柵7中，藉由該2次元結合而使3個X-Γ方向互相結合，形成相干性狀態。
圖5係表示圖4所示之3角光柵所具有之倒晶格空間之圖。並表示有倒晶格空間中布裏淵區之中心Γ點、以及連接該Γ點與相鄰接之布裏淵區之Γ點之直線與布裏淵區之邊界相交叉之X點、以及相互鄰接之3布裏淵區於一點上相連接之J點。由圖5中之Γ點、X點、J點而決定之方向，對應於圖4之說明中所參照之Γ-X方向以及Γ-J方向。
圖6(a)係表示針對圖4所示之3角光柵，有關包含InP之光子結晶層使用平面波展開法進行能帶計算之結果之光子能帶圖，尤其係對TE模式進行計算之結果。圖6(b)係圖6(a)中S點附近之放大圖。圖1之光子結晶層7具有圖6(a)所示之分散關係即光子能帶構造。於本說明書中，所謂光子能帶構造，其係基於設置於媒質內之至少2次元週期性折射率分佈，對光子能量進行調節之分散關係。
參照圖6(a)以及(b)，於Γ點及其附近之波數範圍中，S所表示之部分以及P所表示部分中，存在有光子帶隙。此處，將S所表示之部分稱為[第1光子帶隙]，將P所表示之部分稱 為[第2光子帶隙]。第1光子帶隙之歸一化頻率ω1約為0.35，第2光子帶隙之歸一化頻率ω2約為0.61。此處，Γ點為波數向量k=0之點，故而於光之歸一化頻率ω為歸一化頻率ω1以及ω2之情形時，將會產生駐波而與結晶方向無關。若對本申請案之包含有GaN之光子結晶(3角光柵)進行同樣之計算，則第1光子帶隙之歸一化頻率ω1約為0.47，而第2光子帶隙之歸一化頻率ω2約為0.82。
其次，使用圖7至圖12對本實施形態中之半導體雷射元件1之製造方法加以說明。
首先，參照圖7，例如準備包含有導電性GaN或者導電性Sic之基板3。繼而，使用例如MOCVD(Metal-organic chemical vapor deposition：有機金屬氣相磊晶)法，於基板3上使n型被覆層4、活性層5及p型被覆層6以此順序進行磊晶成長。再者，雖未圖示，但可於基板3之正上方形成緩衝層，並於緩衝層上形成n型被覆層4。
其次，參照圖8，藉由電子束微影技術於p型被覆層6上形成具有特定圖案之光阻20(圖案層)。於圖8中，光阻20具有排列為3角光柵狀之複數個孔20a之圖案。
繼之，參照圖9，以埋入複數個孔20a之內部之方式，使用例如蒸著法於光阻20上形成包含有低折射率材料之膜24。繼之，參照圖10，將形成於光阻20上之膜24與光阻20一併除去(舉離)。藉此，p型被覆層6上殘留有具有排列為3角光柵狀之柱狀之複數個低折射率材料2b。
其次，對p型被覆層6之表面進行清潔後，使用MOCVD 法，使包含有GaN之磊晶層2a以及GaN層12形成於p型被覆層6上。圖11(a)至(f)係依次表示本發明之實施形態1中磊晶層成長之情形之模式圖。再者，圖11(a)係將圖10中B部放大之圖。
參照圖11(a)至(f)，於較之通常之GaN之磊晶成長之條件，V族原料氣體/III族原料氣體之比為較高之條件下，換言之例如於氨氣較多之條件下，使GaN進行磊晶成長。如此般，則自低折射率材料2b之上部或側面，GaN並不會進行磊晶成長，而僅自暴露之p型被覆層6之表面，GaN(磊晶層2a)選擇性進行磊晶成長((a)→(b))。GaN於圖中上方向進行成長，並到達低折射率材料2b之上端((b)→(c))。藉此，可獲得構成為以低折射率材料2b填埋磊晶層2a中之複數個孔2c之內部之光子結晶層7(圖1)。
若到達低折射率材料2b之上端，則GaN(GaN層12)將於低折射率材料2b正上方之區域18中於圖中之橫向上進行成長((c)→(d))。GaN之成長方向係沿著基板3主面3a(圖1)之方向。其後，若GaN完全覆蓋低折射率材料2b正上方之區域18，則GaN層12將再次於圖中之上方向上進行成長((d)→(e)→(f))。藉此，形成有GaN層12。圖12表示使光子結晶層7以及GaN層12形成於p型被覆層6上後之狀態。
如此般，藉由調節GaN之磊晶成長之條件，而無需進行熔融貼附即可於光子結晶層7上形成GaN層12。
此處，較好的是為如圖11(c)至(e)所示使覆蓋光子結晶層7之層(圖中為GaN層12)於圖中橫向上進行成長，而形成包 含Ga、In、Al中任一者以及N之層作為覆蓋光子結晶層7之層。又，為使覆蓋光子結晶層7之層於圖中橫向上進行成長，而於氣體環境之壓力為90 kPa以下，較好的是於70 kPa以下之狀態下形成覆蓋光子結晶層7之層。
再者，於本實施形態中，表示有磊晶層2a覆蓋低折射率材料2b正上方區域之構成，然而本發明並非僅限於此情形，例如亦可於磊晶層2a到達低折射率材料2b上端之時刻(圖11(c)時)改變磊晶成長之條件，繼而使包含GaN(例如AlGaN等)之p型被覆層8進行成長。於該情形時低折射率材料2b正上方之區域18受到p型被覆層8所覆蓋。下述實施形態2亦為相同。
其次，參照圖2，使用例如MOCVD法，於GaN層12上使p型被覆層8以及接觸層9以此順序進行磊晶成長。其後，使電極10形成於接觸層9之發光面9a上，並使電極11形成於基板3之主面3b上，由此半導體雷射元件1得到完成。
本實施形態之半導體雷射元件1，具有基板3，其具有主面3a；光子結晶層7，其包含有沿著主面3a所延伸之方向形成於基板3上並包含GaN之磊晶層2a，以及折射率低於磊晶層2a之低折射率材料2b；n型被覆層4，其形成於基板3上；p型被覆層6，其形成於基板3上；活性層5，其受到n型被覆層4以及p型被覆層6所夾持且注入有載子時會產生發光；以及GaN層12，其覆蓋光子結晶層7之正上方。
根據本實施形態之半導體雷射元件1，覆蓋光子結晶層7正上方之GaN層12，藉由使用磊晶法而形成於磊晶層2a正 上方。即，無需對光子結晶層7與形成於光子結晶層7正上方之層進行熔融貼附，即可於光子結晶層7上形成層。因此，無需進行熔融貼附即可製造半導體雷射元件。
又，根據本實施形態之半導體雷射元件1，由於繞射晶格點包含有低折射率材料2b，故而與繞射晶格點包含有空氣之情形相比，於磊晶層2a與繞射晶格點之界面中載子難以產生非發光再結合。因此，可提高半導體雷射元件之特性。
進而，根據本實施形態之半導體雷射元件1，由於繞射晶格點包含有低折射率材料2b，故而與繞射晶格點包含有空氣之情形相比，可防止空氣中所含有之水分等雜質進入元件內部或者出現殘留之情形。藉此，可提高半導體雷射元件之穩定性。
於本實施形態之半導體雷射元件1中，磊晶層2a具有複數個孔2c，且於複數個孔2c內埋入有作為繞射晶格點之低折射率材料2b。
藉此，可製成半導體雷射元件，其可相對於TE模式之光產生駐波並使光進行振盪。
於本實施形態之半導體雷射元件1中，GaN層12以及磊晶層2a為相同之層或者使磊晶連續成長之層。
藉此，可製成之光子結晶層7，其中磊晶層覆蓋低折射率材料2b之上部以及側部。
本實施形態中半導體雷射元件1之製造方法，具有以下工序。使n型被覆層4、活性層5、以及p型被覆層6以此順序形成於基板3上。使具有特定圖案且包含有折射率低於GaN之 低折射率材料2b之膜24形成於基板3上。於膜24形成後，使包含有GaN之磊晶層2a形成於基板3上(磊晶層形成工序)。於磊晶層形成工序之後，於低折射率材料2b之正上方區域18中使GaN層12沿著基板3之主面3a成長。
根據本實施形態中之半導體雷射元件1之製造方法，於形成包含有GaN之磊晶層2a之後，GaN層12將於磊晶層2a上進行磊晶成長，並於低折射率材料2b之正上方區域18中沿著基板3主面3a進行成長。藉此，形成有光子結晶層7以及覆蓋光子結晶層7上之GaN層12。即，無需與形成於光子結晶層7正上方之層進行熔融貼附，即可使層形成於光子結晶層7上。因此，無需進行熔融貼附即可製造半導體雷射元件。
於上述製造方法中，n型被覆層4、活性層5以及p型被覆層6均藉由磊晶法而形成。
藉此，n型被覆層4、活性層5以及p型被覆層6具有良好結晶性，因此自活性層5之上形成磊晶層2a之情形時，可提高磊晶層2a之結晶性。
本實施形態之半導體雷射元件1及其製造方法中，低折射率材料2b包含有SiO2、MgF2、CaF2、BaF2或者LiF。
該等材料均具有折射率充分低於磊晶層2a之折射率。可藉由增大磊晶層2a與低折射率材料2b之折射率之差，而製造具有良好特性之光子結晶層。又，由於於該等材料上，較之於磊晶層2a上，GaN層12難以成長，故而可僅於磊晶層2a上使GaN層12進行選擇性成長。
上述製造方法中，較好的是光阻20具有複數個孔20a之圖 案。藉此，可獲得繞射晶格點包含有低折射率材料2b之光子結晶層7，故可獲得相對於TE模式之光產生駐波並使光進行振盪之半導體雷射元件。
於本實施形態之半導體雷射元件1及其製造方法中，基板3包含有導電性GaN或者導電性SiC。
若於導電性GaN或者導電性Sic上使GaN進行磊晶成長，則可獲得位錯密度較低且平坦度較高之GaN結晶，因此，可降低磊晶層2a之位錯密度並提高平坦度。又，若使用具有導電性之基板，則可藉由將電極11安裝於基板3上並介以基板3而注入電流。故可將高電流密度之電流注入至活性層內。
(實施形態2)
圖13係表示本發明之實施形態2中半導體雷射元件之構成之剖面圖。如圖13所示，於本實施形態之半導體雷射元件1a中，光子結晶層7之構成與實施形態1中之半導體雷射元件1之情形相異。即，低折射率材料2b具有複數個孔2c，且於複數個孔2c各自之內部埋入有作為繞射晶格點且包含有GaN之磊晶層2a。換言之，實施形態1之半導體雷射元件1中，繞射晶格點包含有低折射率材料2b，而本實施形態之半導體雷射元件1a中，繞射晶格點包含有磊晶層2a。
再者，此外之半導體雷射元件1a之構成，由於與實施形態1中之半導體雷射元件1相同，故而對相同部件付與相同符號並省略其說明。
繼之，使用圖14至圖18對本實施形態中之半導體雷射元 件1a之製造方法加以說明。
於本實施形態中，首先，經過有與圖7所示之實施形態1相同之製造工序。其次，參照圖14，藉由電子束微影技術使具有特定圖案之光阻20(圖案層)形成於p型被覆層6上。於圖14中，光阻20具有排列為3角光柵狀之複數個柱狀部20b之圖案。
繼之，參照圖15，以埋入複數個柱狀部20b之各自之間之方式，並例如使用蒸著法使包含有低折射率材料之膜24形成於光阻20上。繼之，參照圖16，將形成於光阻20上之膜24與光阻20一併除去(舉離)。藉此，可於p型被覆層6上形成具有排列為3角光柵狀之複數個孔2c之複數個低折射率材料2b。
其次，於清潔p型被覆層6之表面後，使用MOCVD法，使包含有GaN之磊晶層2a以及GaN層12形成於p型被覆層6上。圖17(a)至(f)係依次表示本發明實施形態2中之磊晶層進行成長之情形之模式圖。再者，圖17(a)係圖16中之C部經過放大之圖。
參照圖17(a)至(f)，於與通常GaN之磊晶成長條件相比，V族原料氣體/III族原料氣體之比為較高之條件下，換言之，例如於氯氣較少而氨氣較多之條件下，使GaN進行磊晶成長。如此般，則自低折射率材料2b之上部或側面GaN將不會進行磊晶成長，而GaN(磊晶層2a)將僅自暴露於孔2c底部之p型被覆層6之表面，進行磊晶成長((a)→(b))。GaN於圖中上方向上成長，並到達低折射率材料2b上端 ((b)→(c))。藉此，可獲得光子結晶層7，該光子結晶層7構成為低折射率材料2b中複數個孔2c之內部埋入有磊晶。
若到達低折射率材料2b之上端，則GaN(GaN層12)將於低折射率材料2b正上方之區域18中於圖中橫向上進行成長((c)→(d)→(e))。GaN層12之成長方向係沿著基板3主面3a(圖13)之方向。其後，若GaN層12完全覆蓋低折射率材料2b正上方之區域18，則GaN層12將再次於圖中上方向上進行成長((e)→(f))。藉此，形成有GaN層12。圖18表示光子結晶層7以及GaN層12形成於p型被覆層6上之後之狀態。
其次，參照圖13，例如使用MOCVD法，於GaN層12上使p型被覆層8以及接觸層9以此順序進行磊晶成長。其後，於接觸層9之發光面9a上形成電極10，並於基板3之主面3b上形成電極11，由此完成半導體雷射元件1a。
本實施形態之半導體雷射元件1a亦可獲得與實施形態1之半導體雷射元件1相同之效果。
又，根據本實施形態之半導體雷射元件1a，由於繞射晶格點包含有磊晶層2a，故而與繞射晶格點包含有空氣之情形相比，於低折射率材料2b以及繞射晶格點之界面上載子之非發光再結合將會難以產生。因此，可提高半導體雷射元件之特性。
進而，根據本實施形態之半導體雷射元件1a，由於繞射晶格點包含有磊晶層2a，故而與繞射晶格點包含有空氣之情形相比，可防止空氣中所包含之水分等雜質進入元件內部或者殘留於其中之情形。藉此，可提高半導體雷射元件 之可靠性。
於本實施形態之半導體雷射元件1a中，低折射率材料2b具有複數個孔2c，且於複數個孔2c內埋入有作為繞射晶格點之磊晶層2a。
於本實施形態之半導體雷射元件1a之製造方法中，光阻20具有複數個柱狀部20b之圖案。
藉此，可獲得光子結晶層7，該光子結晶層7中繞射晶格點包含有包括磊晶層2a之柱狀部，故可獲得相對於TM模式之光產生駐波並使光進行振盪之半導體雷射元件。
(實施形態3)
圖19係表示本發明實施形態3中之半導體雷射元件之構成之剖面圖。如圖19所示，於本實施形態之半導體雷射元件1b中，光子結晶層7(2次元繞射光柵)之構成與實施形態1中之半導體雷射元件1之情形相異。即，磊晶層2a具有排列為3角光柵狀之複數個孔2b，而於複數個孔2b各自之內部並未埋入有任何者。換言之，於本實施形態之半導體雷射元件1b中，繞射晶格點包含有空氣。又，並未形成有GaN層12，而於光子結晶層7上直接形成有p型被覆層8。
再者，此外之半導體雷射元件1b之構成，與實施形態1中之半導體雷射元件1相同，故而對相同部件付與相同符號，並省略其說明。
繼之，使用圖20至圖22對本實施形態中半導體雷射元件1b之製造方法加以說明。
於本實施形態中，首先經過有與圖7所示之實施形態1相 同之製造工序。其次，參照圖20，使包含有GaN之磊晶層2a形成於p型被覆層6上。其次，例如使用旋轉塗佈機將光阻剤塗布於磊晶層2a上，並使用EB(Electron Beam，電子束)曝光裝置使光阻圖案化。藉此，可藉由電子束微影技術而於磊晶層2a上形成特定形狀之光阻20。
繼之，參照圖21A，將光阻20(圖20)作為光罩，使用ICP-RIE(Reactive Ion Etching，離子蝕刻)對磊晶層2a進行蝕刻，以此於磊晶層2a之特定位置上形成作為繞射晶格點之複數個孔2b。藉此，磊晶層2a於光子結晶層7上得到成形。
再者，並非藉由如上所述般使光子結晶層7成形，而如圖21B所示，藉由使磊晶層2a成形為複數個柱狀，而使磊晶層2a成形於光子結晶層7上。於該情形時，於複數個柱狀之各自之間進行蝕刻而製成槽2d。
其次，將光阻20除去，並清潔光子結晶層7之表面後，使用MOCVD法，使包含有例如GaN之p型被覆層8形成於光子結晶層7上。圖22(a)至(d)係依次表示本發明之實施形態3中之p型被覆層成長之情形之模式圖。再者，圖22(a)係圖21A中之D部經過放大之圖。
參照圖22(a)至(d)，與通常之GaN之磊晶成長之條件相比，於提高成長溫度並例如導入少量氯系氣體之條件下，使AlGaN進行磊晶成長。如此般，則與磊晶層2a是否於圖中上方向(例如(0001)方向(C面成長)等)上進行成長無關，形成於磊晶層2a上之AlGaN(p型被覆層8)將會於圖中橫向(例如(112-2)方向(R面方向)等)上進行成長((a)→(b)→ (c))。GaN將於複數個孔2b之各自正上方之區域中沿著基板3主面3a(圖19)而成長。再者，於孔2b內AlGaN亦會微量成長，但由此不會出現AlGaN埋入孔2b之情形。
其後，若AlGaN完全覆蓋孔2b正上方之區域，則AlGaN將再次於圖中上方向上進行成長((c)→(d))。藉此，包含有AlGaN之p型被覆層8將得到形成。
此處，如圖22(a)至(c)所示，較好的是，為使覆蓋光子結晶層7之層(圖中為p型被覆層8)於圖中橫向上進行成長，而形成包含Ga、In、Al中任一者以及N之層作為覆蓋光子結晶層7之層。又，為使覆蓋光子結晶層7之層於圖中橫向上進行成長，而於氣體環境之壓力為70 kPa以下，較好的是為60 kPa以下之狀態下形成覆蓋光子結晶層7之層。又，為抑制與覆蓋光子結晶層7之層成分相同之層亦自孔2b之側面進行成長之情形，而於氣體環境之壓力為10 kPa以上，較好的是於30 kPa以上之狀態下形成覆蓋光子結晶層7之層。
其次，參照圖19，使用例如MOCVD法，將接觸層9於p型被覆層8上進行磊晶成長。其後，於接觸層9之發光面9a上形成電極10，並於基板3之主面3b上形成電極11，故完成半導體雷射元件1b。
本實施形態中之半導體雷射元件1b之製造方法，具有以下工序。藉由磊晶法使n型被覆層4、活性層5以及p型被覆層6以此順序形成於基板3上。使包含有GaN之磊晶層2a形成於基板3上。使磊晶層2a形成於光子結晶層7上。於光子結晶層7正上方之區域中使包含GaN之p型被覆層8沿著基 板3之主面而成長。
根據本實施形態中半導體雷射元件1b之製造方法，於光子結晶層7正上方之區域中包含GaN之p型被覆層8沿著基板3之主面3a而成長。藉此，形成有光子結晶層7以及覆蓋光子結晶層7上之p型被覆層8。即，無需與形成於光子結晶層7正上方之層進行熔融貼附，即可於光子結晶層7上形成層。因此，無需進行熔融貼附即可製造半導體雷射元件。
又，與進行熔融貼附之情形相比，可提高光子結晶層7與光子結晶層7上之p型被覆層8之密著性，故可防止空氣中所含之水分等雜質進入元件內部之情形。藉此，可提高半導體雷射元件之可靠性。
於上述製造方法中，較好的是於使光子結晶層7成形之時，於磊晶層2a上形成複數個孔2b。
藉此，可獲得繞射晶格點包含有複數個孔2b之光子結晶層7，故可獲得相對於TE模式之光產生駐波並使光進行振盪之半導體雷射元件。
於上述製造方法中，較好的是於光子結晶層7成形之時，使磊晶層2a成形為複數個柱狀。
藉此，可獲得藉由包含磊晶層2a之複數個柱狀部而構成繞射晶格點之光子結晶層7，故可獲得相對於TM模式之光產生駐波並使光進行振盪之半導體雷射元件。
於上述製造方法中，較好的是使用MOCVD法形成p型被覆層8。又，於使氣體環境之壓力為10 kPa以上70 kPa以下，較好的是為30 kPa以上60 kPa以下之狀態下形成p型被覆層 8。藉此，p型被覆層8將易於沿著基板之主面成長。
(實施形態4)
於實施形態1至3中，表示有光子結晶層7之繞射晶格點2b形成如圖3所示之3角光柵之情形。然而，光子結晶層7之繞射晶格點之排列，例如亦可為如下者。
圖23係表示本發明實施形態4中光子結晶層之構成之立體圖。如圖23所示，於本實施形態之光子結晶層7a中，於磊晶層2a之一表面上將複數個繞射晶格點2b設為形成正方光柵。
圖24係對光柵間隔為d之正方光柵進行蝕刻作為2次元繞射光柵之圖。正方光柵全部填滿有一邊長度為d之正方形。於圖24中，以任意選擇之晶格點W為重點，將自晶格點W朝向晶格點P之方向稱為X-Γ方向，將自晶格點W朝向晶格點Q之方向稱為X-J方向。此處，對活性層5中所產生之光之波長與X-Γ方向之光柵週期相對應之情形加以說明。
可認為2次元繞射光柵(光子結晶層)7a，包含有以下所說明之2個1次元繞射光柵群U、V。1次元繞射光柵群U，包含有朝向Y軸方向而設置之1次元光柵U1、U2、U3等。1次元繞射光柵群V，包含有朝向X軸方向而設置之1次元光柵V1、V2、V3等。該等2個1次元繞射光柵群U以及V，若以任意晶格點為中心進行90°角度旋轉則會重合。於各1次元繞射光柵群U以及V中，1次元光柵間之間隔為d，且1次元光柵內之間隔亦為d。
首先，對光柵群U進行說明。行進於晶格點W至晶格點P 之方向之光，將會於晶格點P上產生繞射現象。繞射方向與3角光柵之情形時相同，由布拉格條件2d．sinθ=mλ(m=0、±1、..)而決定。以滿足2次布拉格(m=±2)反射之方式形成繞射光柵之情形時，將會於θ=±90°之角度上存在其他晶格點Q、R，於對應於m=0之角度θ=0、180°之處亦存在晶格點W以及S。
晶格點P上，朝向晶格點Q之方向而繞射之光，將依據晶格點Q中而於光柵群V得到繞射。可認為該繞射與依據光柵群U之繞射現象相同。其次，於晶格點Q中相對於晶格點T進行繞射之光，依照光柵群U進行繞射。以如此之方式依次進行繞射。自晶格點T相對於晶格點W進行繞射之光依照光柵群V進行繞射。
如上說明，自晶格點W向晶格點P行進之光經過複數次繞射到達最初之晶格點W。故而，於本實施形態之半導體雷射元件中，由於行進於某一方向上之光介以複數次繞射而返回至原來之晶格點之位置，故而於各晶格點之間將產生駐波。因此，2次元繞射光柵7a作為光共振器即波長選擇器以及反射器而起作用。
又，於上述布拉格條件2d．sinθ=mλ(m=0、±1、..)中，m為奇數之條件下之布拉格反射之方向為θ=±90°。其表示垂直於2次元繞射光柵7a主面之垂直方向(圖15中與紙面垂直之方向)上繞射亦得到變強。藉此，可自垂直於2次元繞射光柵7a主面之方向即自發光面9a(圖1)使進行發光(面發光)。
進而，於2次元繞射光柵7a中，若認為上述說明於任意晶格點W中進行，則如上所述之光之繞射可於應配置為2次元之全部晶格點中產生。故而，可認為傳送至各X-Γ方向之光，藉由布拉格繞射而得到2次元相互結合。於2次元繞射光柵7a中，可認為藉由該2次元結合而使3個X-Γ方向相互結合，形成相干性之狀態。
再者，此外之半導體雷射元件之構成及其製造方法，與實施形態1至3中之半導體雷射元件1、1a、1b之構成及其製造方法大致相同，故而對相同部件付與相同符號，並省略其說明。
於本實施形態之半導體雷射元件中，亦可獲得與實施形態1至3之半導體雷射元件1、1a、1b相同之效果。
(實施形態5)
於實施形態1至3中，例如，如圖1所示，表示有以與形成於活性層5上之p型被覆層6相連接之方式而形成有光子結晶層7之情形。然而，本發明之半導體雷射元件除如此之情形外，亦可為例如圖25所示之構成。
圖25係表示本發明之實施形態5中之半導體雷射元件之構成的立體圖。如圖25所示，於本實施形態之半導體雷射元件1c中，以連接於形成於活性層5之下之n型被覆層4之方式形成有光子結晶層7。即，於本實施形態之半導體雷射元件1c中，n型被覆層8a、光子結晶層7、n型被覆層4、活性層5、p型被覆層6以及接觸層9以此順序形成於基板3上。於自半導體雷射元件1d使光進行振盪之時，藉由對電極10施 加正電壓而將載子注入至活性層5中。
再者，此外之半導體雷射元件1c之構成及其製造方法，與實施形態1至3中之半導體雷射元件1、1a、1b之構成及其製造方法大致相同，故而對相同部件付與相同符號，並省略其說明。
於本實施形態之半導體雷射元件中，亦可獲得與實施形態1至3之半導體雷射元件1、1a、1b相同之效果。
(實施形態6)
於本實施形態中，使用圖26至29對實施形態3中之半導體雷射元件之製造方法之變形例加以說明。
於本實施形態中，首先經過有與實施形態3相同之製造工序，由此獲得圖20所示之構造。於圖20中，光阻20於其次之工序中形成於形成有複數個孔2e之部分以外之磊晶層2a上。其次，參照圖26，將光阻20作為光罩，並以ICP-RIE對磊晶層2a進行蝕刻，且於磊晶層2a之特定位置上形成作為繞射晶格點之複數個孔2e。藉此，磊晶層2a於光子結晶層7上得到成形。誘電體
其次，參照圖27A，使用例如蒸著法，於複數個孔2e之底面以及光阻20上形成包含有低折射率材料之膜(絕緣薄膜)24。繼之，參照圖28，將形成於光阻20上之膜24與光阻20一併除去(舉離)。藉此，僅於複數個孔2e之底面形成有低折射率材料2b。如同圖27A之構造般，當僅於複數個孔2e之底面形成有低折射率材料2b之情形時，低折射率材料2b以及佔據並未形成有孔2e內中之低折射率材料2b之部分之 空氣將作為繞射晶格點而起作用。
再者，如圖27A所示，除於複數個孔20a之底面形成低折射率材料24之外，亦可如圖27B所示，以完全填滿複數個孔20a之內部之方式形成低折射率材料24。於該情形時，低折射率材料2b將作為繞射晶格點而起作用。
其次，參照圖29，當清潔光子結晶層7之表面後，使用MOCVD法，使例如包含有GaN之p型被覆層8形成於光子結晶層7上。p型被覆層8，藉由與使用圖22(a)至(d)所說明之原理相同之原理，而於複數個孔2e正上方區域中沿著基板3之主面3a進行成長。
此處，如圖22(a)至(c)所示，較好的是，為使覆蓋光子結晶層7之層(圖中為p型被覆層8)於圖中橫向上進行成長，而形成包含Ga、In、Al中任一者以及N之層作為覆蓋光子結晶層7之層。又，為使覆蓋光子結晶層7之層於圖中橫向上進行成長，而於使氣體環境之壓力為90 kPa以下，較好的是為70 kPa以下之狀態下形成覆蓋光子結晶層7之層。若將低折射率材料2b形成於孔2b之內部，則與並未如實施形態3般使低折射率材料形成於孔之內部之情形相比，即便於氣體環境之壓力接近大氣壓之狀態下亦可使覆蓋光子結晶層7之層於圖中橫向上進行成長。進而，為抑制包含有與覆蓋光子結晶層7之層相同之材料之層亦自孔2e之側面進行成長之情形，而於使氣體環境之壓力為10 kPa以上，較好的是為30 kPa以上之狀態下形成覆蓋光子結晶層7之層。
再者，於本實施形態中，表示有於光子結晶層7之正上方 上形成p型被覆層8之情形，但亦可於光子結晶層7之正上方上形成GaN層12(圖1)並於GaN層12上形成p型被覆層8。
其後，參照圖19，例如使用MOCVD法，使接觸層9於p型被覆層8上進行磊晶成長。其後，於接觸層9之發光面9a上形成電極10，並於基板3之主面3b上形成電極11，以此製成具有與半導體雷射元件1b大致相同之構造之半導體雷射。本實施形態之半導體雷射，於孔2e內部之一部分或者全部中形成有低折射率材料2b之方面與圖19之半導體雷射元件1b相異。
本實施形態中之半導體雷射元件之製造方法，具有以下工序。藉由磊晶法而使n型被覆層4、活性層5以及p型被覆層6以此順序形成於基板3上。使包含有GaN之磊晶層2a形成於基板3上。使複數個孔2e形成於磊晶層2a上。使用MOCVD法，於複數個孔2e正上方之區域中使包含GaN之p型被覆層8沿著基板3之主面而成長。
根據本實施形態中之半導體雷射元件之製造方法，於複數個孔2e之正上方區域中p型被覆層8將沿著基板3之主面上而成長。藉此，形成有光子結晶層7以及覆蓋光子結晶層7上之p型被覆層8。即，無需與形成於光子結晶層7正上方之層進行熔融貼附，即可使層形成於光子結晶層7上。因此，無需進行熔融貼附即可製造半導體雷射元件。
又，於使氣體環境之壓力為90 kPa以下，較好的是為70 kPa以下之狀態下形成p型被覆層8，藉此p型被覆層8將易於沿著基板3之主面而成長，因此可易於使p型被覆層8覆蓋複 數個孔2e之正上方區域。
又，可藉由於氣體環境之壓力為10 kPa以上，較好的是於30 kPa以下之狀態下形成p型被覆層8，而抑制與p型被覆層8成分相同之層亦自孔2e之側面進行成長之情形。
又，可藉由使低折射率材料2b形成於複數個孔2e之內部，而抑制與p型被覆層8成分相同之層亦自孔2e之側面進行成長之情形。又，可藉由低折射率材料2b而構成繞射晶格點。
進而，由於將光阻20與光阻上之低折射率材料24一併除去，因此無需增加新工序即可將光阻24上多餘之低折射率材料24除去。
再者，於本實施形態中，表示有使用蒸著法形成低折射率材料2b之情形，除使用蒸著法外亦可使用CVD(chemical vapor deposition：化學氣相磊晶)法形成低折射率材料2b。以下對該方法加以說明。
若於獲得圖26之構造後，使用CVD法形成包含有低折射率材料之膜24，則如圖30所示，於光阻20之上面及側面以及孔2e之側面及底面形成有膜24。
其次，參照圖31，藉由研磨而將光阻20上面以及側面之膜24與光阻20一併除去。其結果，可於孔2e之側面以及底面形成有低折射率材料2b。
如此般，若使用CVD法，則可沿著孔2e之內壁形成有低折射率材料2b。故而，可藉由低折射率材料2b覆蓋孔2e之內壁上之所有面，故可抑制p型被覆層8自孔2e之內部進行 成長之情形。
以下，對本發明之實施例加以說明。
(實施例1)
於本實施例中，使用實施形態1所示之製造方法試作半導體雷射元件。準備有導電性GaN(0001)基板作為基板3。其次，使用MOCVD裝置，並藉由磊晶成長而使n型緩衝層、包含有AlGaN之n型被覆層4、包含有GaInN量子井之活性層5以及包含有AlGaN之p型被覆層6以此順序形成於基板3上。該等層係於RMS(均方根表面粗糙度)達到2 nm以上作為層表面平坦性之粗糙度之成長條件下而形成的。使活性層之發光波長為410 nm(藍色)。
其次，自MOCVD裝置取出基板3，於p型被覆層6之表面，塗布電子束曝光用光阻(ZEP520)作為光阻20，並使用電子束曝光機對複數個孔20a之光阻圖案進行蝕刻。使光阻圖案為正方光柵，並將間隔為0.17 μm且直徑為0.09 μm之孔20a之圖案蝕刻於光阻20上。繼之，以填埋複數個孔20a內部之方式於光阻20上，分別形成包含有SiO2、MgF2、CaF2、BaF2或者LiF之低折射率材料2b之膜24。膜24係使用真空蒸著法並以0.1 μm之厚度而形成的。其後，藉由浸漬於溶劑中，而將光阻20以及多餘之膜24除去，以形成具有柱狀之複數個低折射率材料2b。
其次，使用MOCVD裝置，並以與先前所實施之通常成長條件相比V族原料氣體/III族原料氣體之比為較高之條件，形成包含有p型GaN之磊晶層2a以及包含GaN之層12。如此 般，圖11(a)至(f)所示之選擇性層成長可通過所有低折射率材料2b得到確認。其後，於形成p型被覆層8以及接觸層9後，自MOCVD裝置取出基板3，並於接觸層9之發光面9a上形成圓形p型歐姆電極10，於基板3主面3b之所有面上形成n型歐姆電極11，由此製作半導體雷射元件1。
針對如上方式所製造之半導體雷射元件1，藉由以連續通電注入電流而檢查可否進行雷射振盪。其結果，確認到於任一半導體雷射元件1中，均可於約4至7 kA/cm2之臨限值電流密度之範圍內進行雷射振盪。雷射光自圓形電極10中之外部向垂直於基板3主面3a之方向出射。雷射光之偏光特性為TE偏光。
(實施例2)
於本實施例中，使用實施形態2所示之製造方法試作半導體雷射元件。藉由與實施例1相同之方法，使n型緩衝層、包含有AlGaN之n型被覆層4、包含有GaInN之量子井之活性層5以及包含有AlGaN之p型被覆層6以此順序形成於基板3上。繼而，於p型被覆層6之表面上形成光阻20，並使用電子束曝光機對光阻圖案進行蝕刻。使光阻圖案為正方光柵，將直徑為0.09 μm之複數個柱狀部20b之圖案蝕刻於光阻20上。
繼之，以填埋複數個柱狀部20b之各自之間之方式，於光阻20上形成包含有MgF2之低折射率材料2b之膜24。膜24係藉由真空蒸著法並以0.1 μm之厚度而形成的。其後，藉由將其浸漬於溶劑中，而將光阻20以及多餘之膜24除去，形 成具有複數個孔2c之低折射率材料2b。
其次，藉由與實施例1相同之方法，形成包含有p型GaN之磊晶層2a以及包含GaN之層12。如此般，則圖17(a)至(f)所示之選擇性層成長得到確認。其後，藉由與實施例1相同之方法，形成p型被覆層8、接觸層9、p型歐姆電極10以及n型歐姆電極11，由此製作有半導體雷射元件1a。
針對如上方式所製造之半導體雷射元件1a，藉由以連接通電注入電流，而檢查可否進行雷射振盪。其結果，確認到可以約3.5 kA/cm2之臨限值電流密度進行雷射振盪。雷射光自圓形電極10中之外部向垂直於基板3主面3a之方向出射。雷射光之偏光特性為TM偏光。
(實施例3)
於本實施例中，使用實施形態3所示之製造方法試作半導體雷射元件。藉由與實施例1相同之方法，使n型緩衝層、包含有AlGaN之n型被覆層4、包含有GaInN之量子井之活性層5以及包含有AlGaN之p型被覆層6以此順序形成於基板3上。繼而，於p型被覆層6上形成包含有p型GaN之磊晶層2a。
繼之，於磊晶層2a表面上形成光阻20，並使用電子束曝光機對2種光阻圖案進行蝕刻。使一方之光阻圖案為3角光柵，將具有直徑為0.09 μm之複數個孔之圖案蝕刻於光阻20上。而使另一方之光阻圖案為3角光柵，將直徑為0.11 μm之複數個柱狀部之圖案蝕刻於光阻20上。使該等之間隔為0.19 μm。
繼之，將該光阻圖案作為光罩，使用ICP法將磊晶層2a 蝕刻至0.1 μm之深度為止。其次，使用有機溶劑將光阻圖案除去後，可獲得於磊晶層2a上形成有複數個孔2b之形態之光子結晶層7以及形成有複數個柱狀之磊晶層2a之形態之光子結晶層。
其次，使包含有GaN之p型被覆層8形成於光子結晶層7上。如此般，如圖22(a)至(d)所示之選擇性層成長得到確認。其後，藉由與實施例1相同之方法，形成接觸層9、p型歐姆電極10以及n型歐姆電極11，製作出半導體雷射元件1b。
針對以如上方式所製造之半導體雷射元件1b，藉由以連接通電注入電流，而檢查可否進行雷射振盪。其結果，可確認有任一半導體雷射元件1b中，均可以約3 kA/cm2之臨限值電流密度進行雷射振盪之情形。雷射光自圓形電極10中之外部向垂直於基板3主面3a之方向出射。具有於磊晶層2a上形成有孔2b之形態之光子結晶層7之半導體雷射元件1b中，雷射光之偏光特性為TE偏光。另一方面，具有形成有複數個柱狀磊晶層2a之形態之光子結晶層7之半導體雷射元件1b中，雷射光之偏光特性為TM偏光。
(實施例4)
於本實施例中，於圖2所示之構造(柱狀構造)中，低折射率材料正上方之區域中使包含GaN之層進行成長時改變氣體環境之壓力，並分析氣體環境之壓力對包含GaN之層之影響。具體而言，藉由與實施例1相同之方法，使具有柱狀之複數個低折射率材料2b形成於p型被覆層6上。其次，使 用MOCVD裝置，以V族原料氣體/III族原料氣體之比高於先前所實施之通常成長條件之條件，形成包含有p型GaN之磊晶層2a以及GaN層12。於形成GaN層12時，將氣體環境之壓力分別保持為大氣壓90 kPa、70 kPa以及20 kPa。其後，使用電子顯微鏡分別對所獲得之GaN層12之狀態進行觀察。其結果如表1所示。
於表1中，A表示獲得有所期望之光子結晶層之情形，B表示於一部分中獲得有所期望之光子結晶層之情形，C表示於較少之一部分中獲得有所期望之光子結晶層之情形。參照表1，由於大氣壓中GaN層難以於橫向上進行成長，而縱向上之成長為主導性的，故而低折射率材料正上方之區域變得難以由GaN層12所覆蓋。與此相對，於90 kPa以下時，GaN層變得易於於橫向上進行成長，而於70 kPa以下時，則GaN層將完全覆蓋低折射率材料正上方之區域。
圖32表示將氣體環境之壓力保持為大氣壓之情形時光子結晶層之狀態之顯微鏡照片，圖33表示將氣體環境之壓力保持為20 kPa之情形時光子結晶層之狀態之顯微鏡照片。於圖32中，可觀察到p型被覆層之剖面以及GaN層之上面。圖中斜線所示之部分為分佈為矩陣狀之低折射率材料2b。根據該顯微鏡照片，可知於大氣壓之情形時於p型被覆層上 之一部分中並未形成有GaN層，但存在有暴露有低折射率材料之區域。
與此相對，於圖33中，可觀察到p型被覆層以及低折射率材料之剖面以及GaN層之上面。根據該顯微鏡照片，可知於20 kPa之情形時於p型被覆層之整體中形成有GaN層。
(實施例5)
於本實施例中，於圖19所示之構造(空氣橋構造)中，於低折射率材料之正上方區域中使包含GaN之層進行成長時改變氣體環境之壓力，並分析氣體環境之壓力對包含GaN之層之影響。具體而言，藉由與實施例3相同之方法，於p型被覆層6上形成光子結晶層7。其次，使用MOCVD裝置，使包含有GaN之p型被覆層8形成於光子結晶層7上。於形成p型被覆層8時，將氣體環境之壓力分別保持為70 kPa、60 kPa、30 kPa、20 kPa以及10 kPa。其後，使用電子顯微鏡分別對所獲得之光子結晶層以及p型被覆層之狀態進行觀察。其結果如表2所示。
於表2中，A表示獲得有所期望之光子結晶層之情形，B表示於一部分中獲得有所期望之光子結晶層之情形。參照表2，於70 kPa時，包含GaN之層難以於橫向上進行成長，而縱向之成長為主導性的，故而低折射率材料之正上方區域難以由GaN層所覆蓋。又於20 kPa以下時，GaN層之橫向 成長受到過於促進而造成GaN層亦自孔之內壁面進行成長，故GaN層將填埋一部分孔之內部。與此相對，於30 kPa以上60 kPa以下時，GaN層之橫向成長則得到適當促進，故獲得有所期望之光子結晶層以及p型被覆層。
(實施例6)
於本實施例中，使用實施形態6中所揭示之方法(於孔2e之底面形成低折射率材料2b之方法)，改變低折射率材料之正上方區域中使包含GaN之層進行成長時的氣體環境之壓力，並分析氣體環境之壓力對包含GaN之層之影響。具體而言，於p型被覆層6上形成光子結晶層7。其次，使用蒸著法，如圖27A所示於複數個孔20a之底面形成低折射率材料24。其次，使用MOCVD裝置，使包含有GaN之p型被覆層8形成於光子結晶層7上。於形成P型被覆層8時，使氣體環境之壓力分別保持為90 kPa、70 kPa、30 kPa、20 kPa、以及10 kPa。其後，使用電子顯微鏡分別對所獲得之包含GaN之層12之狀態進行觀察。其結果如表3所示。
於表3中，A表示獲得有所期望之光子結晶層之情形，B表示於一部分中獲得有所期望之光子結晶層之情形。參照表3，由於於90 kPa時GaN層難以於橫向上進行成長，縱向之上成長為主導性的，故而低折射率材料之正上方區域變得難以由p型被覆層所覆蓋。又於20 kPa以下時，由於GaN 層之橫向成長受到過於促進而造成GaN層亦自孔之內壁面進行成長，故而GaN層將填埋一部分孔之內部。與此相對，於30 kPa以上70 kPa以下時，GaN層之橫向成長得到適當促進，故而獲得有所期望之光子結晶層以及p型被覆層。
圖34表示將氣體環境之壓力保持為20 kPa之情形時光子結晶層之狀態之顯微鏡照片，圖35表示將氣體環境之壓力保持為60 kPa之情形時光子結晶層之狀態之顯微鏡照片。於圖34中，光子結晶層之孔由包含GaN之層所填埋。根據該顯微鏡照片，可知於20 kPa之情形時一部分孔之內部由GaN層所填埋。
與此相對，於圖35中，光子結晶層之孔並非由包含GaN之層所填埋，p型被覆層於孔之上面成長於橫向上。根據該顯微鏡照片，可知於60 kPa之情形時孔之內部並未由GaN層所填埋。
又，於本實施例中，使氣體環境之壓力為20 kPa，通過針對孔內形成有包含有SiO2之低折射率材料之情形與孔內並未形成有包含有SiO2之低折射率材料之情形，比較所獲得之光子結晶層之外觀。具體而言，分別針對實施例5中使氣體環境之壓力為20 kPa時所獲得之光子結晶層，以及本實施例中使氣體環境之壓力為20 kPa時所獲得之光子結晶層進行顯微鏡觀察。
圖36係表示於使包含有SiO2之低折射率材料形成於孔內時之光子結晶層之狀態之顯微鏡照片，圖37係表示於並使包含有SiO2之低折射率材料形成於孔內時之光子結晶層之 狀態之顯微鏡照片。將圖36以及圖37進行比較，則使包含有SiO2之低折射率材料形成於孔內形成之圖36者，孔內難以由GaN層所填埋。藉此，可知悉可藉由使包含有SiO2之低折射率材料形成於孔內，而易於獲得良好之光子層。
可認為，以上所揭示之實施形態以及實施例於所有方面均為例示，故而並非受到限制者。本發明之範圍並非由以上實施形態以及實施例所揭示，而是由申請專利範圍所揭示，並且可於與申請專利範圍均等之含義及範圍內包含所有修正或變形。
1，1a~1c‧‧‧半導體雷射元件
2a‧‧‧磊晶層
2b‧‧‧繞射晶格點(低折射率材料、孔)
2c，2e，20a‧‧‧孔
2d‧‧‧槽
3‧‧‧基板
3a，3b‧‧‧基板主面
4，8a‧‧‧n型被覆層
5‧‧‧活性層
6，8‧‧‧p型被覆層
7，7a‧‧‧光子結晶層(2次元繞射光柵)
9‧‧‧接觸層
9a‧‧‧發光面
10，11‧‧‧電極
12‧‧‧GaN層
17‧‧‧光子結晶層表面
18‧‧‧低折射率材料之正上方區域
20‧‧‧光阻
20b‧‧‧柱狀部
24‧‧‧包含有低折射率材料之膜
圖1係表示本發明之實施形態1中的半導體雷射元件之構成之立體圖。
圖2係沿著圖1之II-II線之剖面圖。
圖3係表示本發明之實施形態1中的光子結晶層之構成之立體圖。
圖4係對光柵間隔為a之3角光柵進行蝕刻作為2次元繞射光柵之圖。
圖5係表示有具有圖4所示之3角光柵之倒晶格空間之圖。
圖6(a)係表示針對圖4所示之3角光柵，含有InP之光子結晶層使用平面波展開法進行能帶計算之結果之光子能帶圖，尤其為對TE模式進行計算之結果。(b)係(a)中S點附近之放大圖。
圖7係表示本發明之實施形態1中的半導體雷射元件之製造方法之第1工序之圖。
圖8係表示本發明之實施形態1中的半導體雷射元件之製造方法之第2工序之圖。
圖9係表示本發明之實施形態1中的半導體雷射元件之製造方法之第3工序之圖。
圖10係表示本發明之實施形態1中的半導體雷射元件之製造方法之第4工序之圖。
圖11係表示本發明之實施形態1中的半導體雷射元件之製造方法之第5工序中，磊晶層成長情況之模式圖。(a)表示第1狀態，(b)表示第2狀態，(c)表示第3狀態，(d)表示第4狀態，(e)表示第5狀態，(f)表示第6狀態。
圖12係表示本發明之實施形態1中的半導體雷射元件之製造方法之第6工序之圖。
圖13係表示本發明之實施形態2中的半導體雷射元件之構成之剖面圖。
圖14係表示本發明之實施形態2中的半導體雷射元件之製造方法之第1工序之圖。
圖15係表示本發明之實施形態2中的半導體雷射元件之製造方法之第2工序之圖。
圖16係表示本發明之實施形態2中的半導體雷射元件之製造方法之第3工序之圖。
圖17係表示本發明之實施形態2中的半導體雷射元件之製造方法之第4工序中，磊晶層成長情況之模式圖。(a)表示第1狀態，(b)表示第2狀態，(c)表示第3狀態，(d)表示第4狀態，(e)表示第5狀態，(f)表示第6狀態。
圖18係表示本發明之實施形態2中的半導體雷射元件之製造方法之第5工序之圖。
圖19係表示本發明之實施形態3中的半導體雷射元件之構成之剖面圖。
圖20係表示本發明之實施形態3中的半導體雷射元件之製造方法之第1工序之圖。
圖21A係表示本發明之實施形態3中的半導體雷射元件之製造方法之第2工序之圖。
圖21B係表示本發明之實施形態3中的半導體雷射元件之製造方法之第2工序之其他形態之圖。
圖22係表示本發明之實施形態3中的半導體雷射元件之製造方法之第3工序中，磊晶層成長情況之模式圖。(a)表示第1狀態，(b)表示第2狀態，(c)表示第3狀態，(d)表示第4狀態。
圖23係表示本發明之實施形態4中的光子結晶層之構成之立體圖。
圖24係蝕刻光柵間隔為d之正方光柵作為2次元繞射光柵之圖。
圖25係表示本發明之實施形態5中的半導體雷射元件之構成之立體圖。
圖26係表示本發明之實施形態6中的半導體雷射元件之製造方法之第1工序之圖。
圖27A係表示本發明之實施形態6中的半導體雷射元件之製造方法之第2工序之圖。
圖27B係表示本發明之實施形態6中的半導體雷射元件之製造方法之第2工序之變形例之圖。
圖28係表示本發明之實施形態6中的半導體雷射元件之製造方法之第3工序之圖。
圖29係表示本發明之實施形態6中的半導體雷射元件之製造方法之第4工序之圖。
圖30係表示本發明之實施形態6中的半導體雷射元件之其他製造方法之第1工序之圖。
圖31係表示本發明之實施形態6中的半導體雷射元件之其他製造方法之第2工序之圖。
圖32係表示於本發明之實施例4中使氣體環境之壓力保持為大氣壓時之光子結晶層之狀態之顯微鏡照片。
圖33係表示於本發明之實施例4中使氣體環境之壓力保持為20 kPa時之光子結晶層之狀態之顯微鏡照片。
圖34係表示於本發明之實施例6中使氣體環境之壓力保持為20 kPa時之光子結晶層之狀態之顯微鏡照片。
圖35係表示於本發明之實施例6中使氣體環境之壓力保持為60 kPa時之光子結晶層之狀態之顯微鏡照片。
圖36係表示於本發明之實施例6中使包含有SiO2之低折射率材料形成於孔內時之光子結晶層之狀態之顯微鏡照片。
圖37係表示於本發明之實施例6中並未使包含有SiO2之低折射率材料形成於孔內時之光子結晶層之狀態之顯微鏡照片。
2a‧‧‧磊晶層
2b‧‧‧低折射率材料
2c‧‧‧孔
3‧‧‧基板
3a，3b‧‧‧主面
4‧‧‧n型被覆層
5‧‧‧活性層
6，8‧‧‧p型被覆層
7‧‧‧光子結晶層
9‧‧‧接觸層
9a‧‧‧發光面
10，11‧‧‧電極
12‧‧‧GaN層

Claims (23)

  1. 一種半導體雷射元件，其特徵在於：具有基板，其具有主面；2次元繞射光柵，其包含有沿著上述主面所延伸之方向形成於上述基板上且具有氮化鎵之磊晶層以及折射率低於上述磊晶層之低折射率材料；第1導電型被覆層，其形成於上述基板上；第2導電型被覆層，其形成於上述基板上；活性層，其受到上述第1以及上述第2導電型被覆層所夾持，且注入有載子時則會進行發光；層，其覆蓋上述2次元繞射光柵之正上方且包含有氮化鎵。
  2. 如請求項1之半導體雷射元件，其中上述磊晶層具有複數個孔，且於上述複數個孔內埋入有作為繞射晶格點之上述低折射率材料。
  3. 如請求項1之半導體雷射元件，其中上述低折射率材料具有複數個孔，且於上述複數個孔內埋入有構成作為繞射晶格點之上述磊晶層之氮化鎵。
  4. 如請求項1之半導體雷射元件，其中覆蓋上述2次元繞射光柵之正上方且包含上述氮化鎵之層與包含有上述氮化鎵之磊晶層係相同之層，或者磊晶已連續成長之層。
  5. 如請求項1之半導體雷射元件，其中上述低折射率材料包含有選自由SiO2、MgF2、CaF2、BaF2以及LiF所組成之群中至少1種以上之材料。
  6. 如請求項1之半導體雷射元件，其中上述基板包含有導電性氮化鎵或者導電性碳化矽。
  7. 一種半導體雷射元件之製造方法，其特徵在於：具有以下工序：使第1導電型被覆層、活性層以及第2導電型被覆層以此順序形成於基板上之工序；使具有特定圖案且折射率低於氮化鎵之低折射率材料形成於上述基板上之工序；於形成上述低折射率材料之工序後，使包含有氮化鎵之磊晶層形成於上述基板上之磊晶層形成工序；於上述磊晶層形成工序後，於上述低折射率材料之正上方區域中使包含氮化鎵之層沿著上述基板之主面而成長之工序。
  8. 如請求項7之半導體雷射元件之製造方法，其藉由磊晶法而形成上述第1導電型被覆層、上述活性層以及上述第2導電型被覆層中任一者。
  9. 如請求項7之半導體雷射元件之製造方法，其中上述低折射率材料包含有選自由SiO2、MgF2、CaF2、BaF2以及LiF所組成之群中至少1種以上之材料。
  10. 如請求項7之半導體雷射元件之製造方法，其中上述低折射率材料之圖案為複數個柱狀部之圖案。
  11. 如請求項7之半導體雷射元件之製造方法，其中上述低折射率材料之圖案為複數個孔之圖案。
  12. 如請求項7之半導體雷射元件之製造方法，其中於使上述 包含氮化鎵之層進行成長之工序中，使用有機金屬氣相沉積法，形成包含上述氮化鎵之層。
  13. 如請求項7之半導體雷射元件之製造方法，其中於使上述包含氮化鎵之層進行成長之工序中，於使氣體環境之壓力為90 kPa以下之狀態下形成上述包含氮化鎵之層。
  14. 一種半導體雷射元件之製造方法，其特徵在於：具有以下工序：藉由磊晶法而使第1導電型被覆層、活性層以及第2導電型被覆層以此順序形成於基板上之工序；使包含有氮化鎵之磊晶層形成於上述基板上之工序；使上述磊晶層成形為2次元繞射光柵之工序；於上述2次元繞射光柵之正上方區域中使包含氮化鎵之層沿著上述基板之主面而成長之工序。
  15. 如請求項14之半導體雷射元件之製造方法，其中成形為上述2次元繞射光柵之工序中，使複數個空氣孔形成於上述磊晶層上。
  16. 如請求項15之半導體雷射元件之製造方法，其中成形為上述2次元繞射光柵之工序中，將上述磊晶層成形為複數個柱狀。
  17. 如請求項15之半導體雷射元件之製造方法，其中上述基板包含有導電性氮化鎵或者導電性碳化矽。
  18. 一種半導體雷射元件之製造方法，其特徵在於：具有以下工序：藉由磊晶法而使第1導電型被覆層、活性層以及第2導 電型被覆層以此順序形成於基板上之工序；使包含有氮化鎵之磊晶層形成於上述基板上之工序；使複數個孔形成於上述磊晶層上之工序；使用有機金屬氣相沉積法，於上述複數個孔之正上方區域中使包含氮化鎵之層沿著上述基板之主面而成長之工序。
  19. 如請求項18之半導體雷射元件之製造方法，其中於使上述包含氮化鎵之層進行成長之工序中，於使氣體環境之壓力為90 kPa以下之狀態下形成上述包含氮化鎵之層。
  20. 如請求項18之半導體雷射元件之製造方法，其中於使上述包含氮化鎵之層進行成長之工序中，於使氣體環境之壓力為10 kPa以上之狀態下形成上述包含氮化鎵之層。
  21. 如請求項18之半導體雷射元件之製造方法，其中於形成上述複數個孔之工序後，進而具有使折射率低於氮化鎵之低折射率材料形成於上述複數個孔之內部之工序。
  22. 如請求項21之半導體雷射元件之製造方法，其中形成上述複數個孔之工序，包含於形成上述複數個孔之部分以外之上述磊晶層上形成光阻之工序以及使上述光阻作為光罩，並對上述磊晶層進行蝕刻之工序，而形成上述低折射率材料之工序，包含於上述複數個孔之內部以及上述光阻上，使用蒸著法，形成上述低折射率材料之工序以及將上述光阻與上述光阻上之上述低折射率材料一併除去之工序。
  23. 如請求項21之半導體雷射元件之製造方法，其於形成上 述低折射率材料之工序中，使用化學氣相沉積法，形成上述低折射率材料。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI791217B (zh) * 2021-04-01 2023-02-01 富昱晶雷射科技股份有限公司 光子晶體面射型雷射元件

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7291864B2 (en) * 2005-02-28 2007-11-06 The Regents Of The University Of California Single or multi-color high efficiency light emitting diode (LED) by growth over a patterned substrate
JP5138898B2 (ja) * 2006-03-31 2013-02-06 国立大学法人京都大学 ２次元フォトニック結晶面発光レーザ光源
TWI297224B (en) * 2006-06-14 2008-05-21 Univ Nat Taiwan Light emitting device and method of manufacturing the same
US8242527B2 (en) * 2006-11-02 2012-08-14 National Taiwan University Light emitting device and method of manufacturing the same
JP2008140917A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Sumitomo Electric Ind Ltd 窒化物系半導体発光素子
KR101330251B1 (ko) * 2007-03-06 2013-11-15 서울바이오시스 주식회사 패터닝된 기판 상에 질화물 반도체층을 형성하는 방법 및그것을 갖는 발광 다이오드
JP2009049044A (ja) * 2007-08-13 2009-03-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体レーザを作製する方法
JP5071087B2 (ja) * 2007-12-13 2012-11-14 住友電気工業株式会社 半導体発光素子
JP5266789B2 (ja) * 2008-02-26 2013-08-21 住友電気工業株式会社 半導体レーザ素子およびその製造方法
JP5388666B2 (ja) * 2008-04-21 2014-01-15 キヤノン株式会社 面発光レーザ
JP2009302250A (ja) * 2008-06-12 2009-12-24 Sumitomo Electric Ind Ltd 光半導体素子の製造方法および光半導体素子
DE102008054217A1 (de) * 2008-10-31 2010-05-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
JP5376360B2 (ja) * 2008-11-10 2013-12-25 住友電気工業株式会社 フォトニック結晶面発光レーザの製造方法
JP2010161329A (ja) * 2008-12-08 2010-07-22 Canon Inc 二次元フォトニック結晶を備えた面発光レーザ
JP4902682B2 (ja) * 2009-03-27 2012-03-21 キヤノン株式会社 窒化物半導体レーザ
JP5430217B2 (ja) * 2009-05-07 2014-02-26 キヤノン株式会社 面発光レーザアレイ
JP4818464B2 (ja) 2009-07-30 2011-11-16 キヤノン株式会社 微細構造の製造方法
JP5854417B2 (ja) * 2010-07-30 2016-02-09 国立大学法人京都大学 ２次元フォトニック結晶レーザ
US9130348B2 (en) 2010-07-30 2015-09-08 Kyoto University Two-dimensional photonic crystal laser
JP5874947B2 (ja) * 2010-07-30 2016-03-02 国立大学法人京都大学 ２次元フォトニック結晶レーザの製造方法
CN102386200B (zh) 2010-08-27 2014-12-31 财团法人工业技术研究院 发光单元阵列与投影系统
JP5777343B2 (ja) * 2011-01-14 2015-09-09 キヤノン株式会社 面発光レーザとその製造方法
CN102760802B (zh) * 2011-04-29 2015-03-11 清华大学 发光二极管
CN102760804B (zh) * 2011-04-29 2015-01-21 清华大学 发光二极管
JP5850366B2 (ja) * 2011-12-06 2016-02-03 国立大学法人京都大学 半導体レーザ素子及びレーザビーム偏向装置
JP2014027264A (ja) * 2012-06-22 2014-02-06 Canon Inc 面発光レーザ
CN104966984A (zh) * 2015-06-29 2015-10-07 中国科学院半导体研究所 锁模光子晶体半导体激光直接倍频产生短波长激光装置
DE102016105063A1 (de) * 2016-03-18 2017-09-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh Diffraktives optisches Element, Verfahren zum Herstellen eines diffraktiven optischen Elements und Laserbauelement
US9985253B2 (en) * 2016-04-08 2018-05-29 Wuhan China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Method of manufacturing light scattering layer and organic light-emitting diode
GB201607996D0 (en) 2016-05-06 2016-06-22 Univ Glasgow Laser device and method for its operation
WO2018155710A1 (ja) 2017-02-27 2018-08-30 国立大学法人京都大学 面発光レーザ及び面発光レーザの製造方法
US11646546B2 (en) 2017-03-27 2023-05-09 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor light emitting array with phase modulation regions for generating beam projection patterns
US11637409B2 (en) 2017-03-27 2023-04-25 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor light-emitting module and control method therefor
JP6959042B2 (ja) 2017-06-15 2021-11-02 浜松ホトニクス株式会社 発光装置
JP6580097B2 (ja) * 2017-09-05 2019-09-25 株式会社東芝 面発光量子カスケードレーザ
DE112018006285T5 (de) 2017-12-08 2021-01-28 Hamamatsu Photonics K.K. Lichtemittierende vorrichtung und herstellungsverfahren dafür
JP7173478B2 (ja) 2017-12-22 2022-11-16 国立大学法人京都大学 面発光レーザ素子及び面発光レーザ素子の製造方法
JP7279875B2 (ja) * 2018-09-03 2023-05-23 国立大学法人京都大学 面発光レーザ素子及び面発光レーザ素子の製造方法
CN110247301B (zh) * 2019-07-17 2024-02-20 全磊光电股份有限公司 一种宽温度范围的dfb激光器及其制备方法
JP7076414B2 (ja) * 2019-08-23 2022-05-27 株式会社東芝 面発光量子カスケードレーザ
JP2021097115A (ja) 2019-12-16 2021-06-24 国立大学法人京都大学 面発光レーザ素子及び面発光レーザ素子の製造方法
JP2021097114A (ja) 2019-12-16 2021-06-24 国立大学法人京都大学 面発光レーザ素子及び面発光レーザ素子の製造方法
US20230198224A1 (en) * 2020-05-29 2023-06-22 Hamamatsu Photonics K.K. Optical device and light-emitting device
CN113745961A (zh) * 2021-08-31 2021-12-03 江苏华兴激光科技有限公司 一种GaAs基光子晶体激光器及其制作方法
CN114094439B (zh) * 2021-10-22 2023-12-12 南京邮电大学 基于氮化硅光子晶体的氮化镓面发射激光器及制备方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10284806A (ja) * 1997-04-10 1998-10-23 Canon Inc フォトニックバンド構造を有する垂直共振器レーザ
JPH11186657A (ja) * 1997-12-22 1999-07-09 Canon Inc フォトニックバンド構造を有する垂直共振器レーザ
JP2000236137A (ja) * 1999-02-10 2000-08-29 Trw Inc 二次元的ブラッグ格子を用いた高出力単一モード半導体レーザおよび光増幅器
JP2003234502A (ja) * 2002-02-07 2003-08-22 Sanyo Electric Co Ltd 半導体の形成方法および半導体素子
JP2003273456A (ja) * 2002-03-14 2003-09-26 Japan Science & Technology Corp ２次元フォトニック結晶面発光レーザ
JP2004111766A (ja) * 2002-09-20 2004-04-08 Toshiba Corp 窒化ガリウム系半導体素子及びその製造方法
CN1498427A (zh) * 2001-03-21 2004-05-19 ͬ�Ϳ�ҵ��ʽ���� 半导体发光元件
JP2004172506A (ja) * 2002-11-22 2004-06-17 Sony Corp 半導体レーザ素子
CN1529915A (zh) * 2001-07-24 2004-09-15 日亚化学工业株式会社 具有形成凹凸的基板的半导体发光元件
EP1394912B1 (en) * 2001-06-05 2009-12-02 Sony Corporation Nitride semiconductor laser

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US251519A (en) * 1881-12-27 Combined telephone and electric-clock system
JPS604277B2 (ja) 1981-02-05 1985-02-02 株式会社神戸製鋼所 電気部品における異種金属接合部の電食防止方法
JPS57130455U (zh) * 1981-02-06 1982-08-14
JP2000332353A (ja) * 1999-05-14 2000-11-30 Shimadzu Corp 面発光型半導体レーザ装置
JP3983933B2 (ja) 1999-05-21 2007-09-26 進 野田 半導体レーザ、および半導体レーザの製造方法
US6812053B1 (en) 1999-10-14 2004-11-02 Cree, Inc. Single step pendeo- and lateral epitaxial overgrowth of Group III-nitride epitaxial layers with Group III-nitride buffer layer and resulting structures
JP3667188B2 (ja) * 2000-03-03 2005-07-06 キヤノン株式会社 電子線励起レーザー装置及びマルチ電子線励起レーザー装置
JP2001257425A (ja) * 2000-03-13 2001-09-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レーザ素子及びその製造方法
JP2002270516A (ja) * 2001-03-07 2002-09-20 Nec Corp Ｉｉｉ族窒化物半導体の成長方法、ｉｉｉ族窒化物半導体膜およびそれを用いた半導体素子
US20020197042A1 (en) * 2001-04-06 2002-12-26 Shigeo Kittaka Optical device, and wavelength multiplexing optical recording head
JP3561244B2 (ja) * 2001-07-05 2004-09-02 独立行政法人 科学技術振興機構 二次元フォトニック結晶面発光レーザ
JP2003255116A (ja) * 2002-03-06 2003-09-10 Nippon Sheet Glass Co Ltd 光学素子
JP2003273453A (ja) * 2002-03-14 2003-09-26 Japan Science & Technology Corp ２次元フォトニック結晶面発光レーザ及びその製造方法
US6801558B2 (en) * 2002-06-14 2004-10-05 Agilent Technologies, Inc. Material systems for long wavelength lasers grown on InP substrates
WO2004064212A1 (ja) * 2003-01-14 2004-07-29 Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. 窒化物半導体素子及びその製造方法、並びに窒化物半導体基板の製造方法
JP2004228122A (ja) * 2003-01-20 2004-08-12 Sony Corp 発光素子及びその作製方法
KR100563059B1 (ko) * 2003-11-28 2006-03-24 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계 발광 디스플레이 장치 및 이의 제조에 사용되는레이저 열전사용 도너 필름
US20050152417A1 (en) * 2004-01-08 2005-07-14 Chung-Hsiang Lin Light emitting device with an omnidirectional photonic crystal

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10284806A (ja) * 1997-04-10 1998-10-23 Canon Inc フォトニックバンド構造を有する垂直共振器レーザ
JPH11186657A (ja) * 1997-12-22 1999-07-09 Canon Inc フォトニックバンド構造を有する垂直共振器レーザ
JP2000236137A (ja) * 1999-02-10 2000-08-29 Trw Inc 二次元的ブラッグ格子を用いた高出力単一モード半導体レーザおよび光増幅器
CN1498427A (zh) * 2001-03-21 2004-05-19 ͬ�Ϳ�ҵ��ʽ���� 半导体发光元件
EP1394912B1 (en) * 2001-06-05 2009-12-02 Sony Corporation Nitride semiconductor laser
CN1529915A (zh) * 2001-07-24 2004-09-15 日亚化学工业株式会社 具有形成凹凸的基板的半导体发光元件
JP2003234502A (ja) * 2002-02-07 2003-08-22 Sanyo Electric Co Ltd 半導体の形成方法および半導体素子
JP2003273456A (ja) * 2002-03-14 2003-09-26 Japan Science & Technology Corp ２次元フォトニック結晶面発光レーザ
JP2004111766A (ja) * 2002-09-20 2004-04-08 Toshiba Corp 窒化ガリウム系半導体素子及びその製造方法
JP2004172506A (ja) * 2002-11-22 2004-06-17 Sony Corp 半導体レーザ素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI791217B (zh) * 2021-04-01 2023-02-01 富昱晶雷射科技股份有限公司 光子晶體面射型雷射元件

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