[發明專利]Ⅲ族氮化物半導體激光元件、及制作Ⅲ族氮化物半導體激光元件的方法

無效

• 申請號: 201080005492.3
• 申請日: 2010-11-04
• 公開（公告）號: CN102763293A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 高木慎平;善積祐介;片山浩二;上野昌紀;池上隆俊
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: H01S5/343
• 分類號: H01S5/343
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 蘇卉;車文

技術領域

本發明涉及第III族氮化物半導體激光元件、及制作第III族氮化物半導體激光元件的方法。

背景技術

專利文獻1中公開有包括如下步驟的半導體元件的制造方法，上述步驟為設于半導體襯底上的半導體元件構造上形成第一輔助槽的步驟、在半導體元件構造上形成第二輔助槽的步驟、以及在沿第一輔助槽及第二輔助槽的分割方向上對半導體襯底及上述半導體元件構造進行分割的步驟。該制造方法中，在分割方向上，分離地設有多個第二輔助槽，多個第二輔助槽中，在至少一組鄰接的第二輔助槽之間，相互隔開地設有至少兩個第一輔助槽。而且，在上述分割步驟中，對兩個第一輔助槽的隔離區域進行分割。非專利文獻1中，公開有具有疊層缺陷密度較低且含有半極性面(10-11)的六方晶系GaN襯底、與設于該半極性面上的激光構造體的半導體激光元件。波導在六方晶系GaN襯底的c軸的傾斜方向延伸，且半導體激光的鏡面通過反應性離子蝕刻(RIE，Reactive?ion?etching)而形成。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2009-117494號公報

非專利文獻

非專利文獻1：Jpn.J.Appl.Phys.Vol.46，(2007)L444

發明內容

在使用有c軸向m軸的方向傾斜的半極性面的支持基體的第III族氮化物半導體激光元件中，認為，當使激光波導沿由c軸及m軸所規定的面延伸時，能使閾值電流下降。然而，該激光波導的方向上，不存在適合作為諧振鏡的結晶面，所以，在利用解理的現有技術中難以形成良好的諧振鏡。諧振鏡的制作中有時會使用反應性離子蝕刻(RIE)，但利用RIE法所形成的諧振鏡的改善點在于，相對于激光波導的垂直性或干式蝕刻面的平坦性得到改善。就發明人所知，迄今為止，在上述的形成在半極性面上的同一第III族氮化物半導體激光元件中，尚不能同時實現在c軸的傾斜方向(傾斜方向)延伸的激光波導、與不使用干式蝕刻而形成諧振鏡用端面。本發明為鑒在上述情形而研制的。本發明的目的在于提供一種在從六方晶系第III族氮化物的c軸向m軸的方向傾斜的支持基體的半極性主面上，具有可實現低閾值電流的激光諧振器的第III族氮化物半導體激光元件、以及穩定的制作該第III族氮化物半導體激光元件的方法。

本發明的一方式的第III族氮化物半導體激光元件的特征在于，包括：激光構造體，包括包含六方晶系第III族氮化物半導體且具有半極性主面的支持基體及半導體區域，設于上述支持基體的上述半極性主面上；及電極，設于上述激光構造體的上述半導體區域上。上述半導體區域含有包含第一導電型的氮化鎵系半導體的第一包覆層、包含第二導電型的氮化鎵系半導體的第二包覆層以及設于上述第一包覆層與上述第二包覆層之間的活性層，上述第一包覆層、上述第二包覆層及上述活性層為沿上述半極性主面的法線軸而排列、上述活性層含有氮化鎵系半導體層，上述支持基體的上述六方晶系第III族氮化物半導體的c軸為，相對于上述法線軸向上述六方晶系第III族氮化物半導體的m軸的方向以有限的角度α傾斜，上述激光構造體包含：與由上述六方晶系第III族氮化物半導體的m軸及上述法線軸規定的m-n面交叉的第一及第二割斷面、在與上述第一或第二割斷面交叉的方向延伸的第一面、位于上述第一面的相反側且沿上述第一面延伸的第二面及分別設于上述第一面與上述第一割斷面交叉的第一邊緣的兩端的第一及第二缺口部，該第III族氮化物半導體激光元件的激光諧振器包含上述第一及第二割斷面，上述第一割斷面從上述第一邊緣延伸至上述第二面的邊緣，包含在上述第一缺口部的側壁面內且連接至上述第一邊緣的第一部分為相對于上述第一面以45度以上85度以下的范圍內的第一傾斜角度的斜率向上述第二面側傾斜，包含在上述第二缺口部的側壁面內且連接至上述第一邊緣的第二部分為相對于上述第一面以10度以上30度以下的范圍內的第二傾斜角度的斜率向上述第二面側傾斜，上述第一割斷面具有在與上述第一邊緣交叉的方向延伸的第二邊緣，上述第二邊緣具有位于上述第一面側的端部，將從上述第一缺口部的底壁面起、直至在上述底壁面上從上述第一面沿上述第一面延伸的假想面為止的距離，除以上述第一面至上述第二面為止的距離所得的商處于0.05以上0.4以下的范圍內，從上述第一邊緣的端部起、直至在與上述第一邊緣交叉的方向延伸的上述第一割斷面的中心線為止的距離處于30μm以上100μm以下的范圍內。