[發明專利]氮化鎵系化合物半導體激光元件的制造方法及氮化鎵系化合物半導體激光元件

無效

• 申請號: 200680009593.1
• 申請日: 2006-03-31
• 公開（公告）號: CN101147303A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 松下保彥;中澤崇一
• 申請（專利權）人: 三洋電機株式會社;鳥取三洋電機株式會社
• 主分類號: H01S5/343
• 分類號: H01S5/343;H01L21/205
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 高龍鑫

技術領域

本發明涉及一種化合物半導體激光元件的制造方法以及由該制造方法制造的化合物半導體激光元件，??尤其涉及能夠發出藍紫色短波長光的高斜率效率的氮化鎵系化合物半導體激光元件的制造方法以及由該方法制造的氮化鎵系化合物半導體激光元件。

背景技術

近年來，藍色LED或者藍紫色半導體激光器中，主要使用氮化物系半導體。通常，在藍寶石襯底、SiC襯底或者GaN等的氮化物系半導體用襯底上，使用MOCVD(Metal?Organic?Chemical?vapor?Deposition；金屬有機物化學氣相沉積)法、MBE(Molecular?Beam?Epitaxy；分子束外延生長)法、或者HVPE(Hydride?Vapor?Phase?Epitaxy)法等的結晶生長法來使該氮化物系半導體生長。其中，作為結晶生長法最常用MOCVD法。

圖4示出以往氮化物系半導體激光元件的一具體例。另外，圖4是以往氮化物系半導體元件50的模式剖視圖。在藍寶石襯底51上依次形成緩沖層52、未摻雜GaN層53、n-GaN接觸層54、n-AIGaN包覆層55、n-GaN光導層56、活性層57、p-GaN光導層58來形成該氮化物系半導體激光元件50。在p-GaN光導層58的指定寬度區域上凸起狀地形成有p-AlGaN包覆層59，在該凸起狀p-AlGaN包覆層59的側面形成有電流狹窄層60。進一步，在p-AlGaN包覆層59上面以及電流狹窄層60上形成有p-GaN接觸層61。從p-GaN接觸層61到n-GaN接觸層54的一部分區域被除去而露出n-GaN接觸層54，形成臺面形狀。所露出的n-GaN接觸層54的指定區域上形成有n電極62，p-GaN接觸層61的指定區域上形成有p電極63。

然而，在這種藍寶石襯底上形成氮化鎵系半導體層而成的氮化物系半導體元件中，藍寶石襯底和氮化鎵系半導體層之間的晶格常數之差大。因此，形成在藍寶石襯底上的氮化鎵系半導體層含有多個位錯，結晶性差。因此，在使用了藍寶石襯底的氮化物系半導體元件中難以實現良好的元件特性。

于是，在下述專利文獻1中，公開了若作為襯底，使用具有相對于SiC結晶的(0001)Si面在0.02度乃至0.6度范圍內傾斜的面(偏離面)的SiC襯底，來形成氮化物系半導體層，則能夠得到良好的結晶性，另外，也給出使用氮化鎵襯底也能夠得到同樣的結果的啟示。進一步，在下述專利文獻2中公開了作為氮化鎵襯底使用了從C面的傾斜角度為0.03度以上、10度以下的襯底的氮化物系半導體發光元件的發明，另外，在下述專利文獻3中公開了若作為氮化鎵襯底使用具有從(0001)面向指定方向傾斜1度以上20度以下的面的襯底，則能夠得到結晶性良好的氮化物系半導體層，進一步，在下述專利文獻4中公開了若作為氮化鎵襯底，使用具有從(0001)C面傾斜15度以上60度以下的傾斜而的襯底，則即使在InGaN系也能夠得到結晶性良好的氮化物半導體層。

專利文獻1：特開平11-233391號公報

專利文獻2：特開2000-223743號公報

專利文獻3：特開2002-16000號公報

專利文獻4：特開2002-344089號公報

發明的公開

發明所要解決的課題

然而，使用如上所述的從氮化鎵襯底的(0001)面具有指定的傾斜面的襯底而形成的氮化鎵系化合物半導體激光元件中，就算能夠得到結晶性良好的氮化物系半導體層，所得到的氮化鎵系化合物半導體激光元件的斜率效率小，作為元件特性存在問題，有時會制造出無法適用于高光輸出的元件。

另一方面，本發明人等為了研究得到上述斜率效率小的氮化鎵系化合物半導體激光元件的原因，進行種種試驗的結果發現，不論氮化鎵襯底的結晶生長面(0001)Ga面的傾斜角度按一個方向傾斜，還是按兩個方向傾斜，當超出指定數值范圍時，產生斜率效率小的氮化鎵系化合物半導體激光元件，而關于限定了該傾斜角度的斜率效率大的氮化鎵系化合物半導體激光元件，已在特愿2005-023322號(以下稱為“在先申請”)中，作為發明專利提出了申請。

即，在在先申請說明書以及附圖中，已經限定了能夠用于斜率效率大的氮化鎵系化合物半導體激光元件的制造中的氮化鎵襯底表面的偏離角度，并指出了若在該范圍以外的偏離角度大的襯底上制造氮化鎵系化合物半導體激光元件，則斜率效率會降低。