[發明專利]III族氮化物半導體激光器元件、III族氮化物半導體激光器元件的制作方法

在審

• 申請號: 201080067314.3
• 申請日: 2010-12-27
• 公開（公告）號: CN102934302A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 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: 謝麗娜;關兆輝

技術領域

本發明涉及一種III族氮化物半導體激光器元件、及III族氮化物半導體激光器元件的制作方法。

背景技術

在非專利文獻1中，記載有在c面藍寶石基板上制作的半導體激光器。通過干式蝕刻而形成半導體激光器的鏡面。公開有激光器的諧振鏡面的顯微鏡照片，且記載有其端面的粗糙度為約50nm。

在非專利文獻2中，記載有在(11-22)面GaN基板上制作的半導體激光器。通過干式蝕刻而形成半導體激光器的鏡面。

在非專利文獻3中，記載有氮化鎵系半導體激光器。提出為了將m面作為解理面(cleaved?facets)用于激光諧振器，而生成沿基板的c軸的傾斜方向偏光的激光。在該文獻中，具體而言記載了在非極性面擴大阱寬、在半極性面縮小阱寬的情形。

在先技術文獻

非專利文獻

非專利文獻1：Jpn.J.Appl.Phys.Vol.35,(1996)L74-L76

非專利文獻2：Appl.Phys.Express?1(2008)091102

非專利文獻3：Jpn.J.Appl.Phys.Vol.46,(2007)L789

發明內容

發明要解決的問題

根據氮化鎵系半導體的能帶結構，存在可激光振蕩的若干躍遷。根據發明人的見解，認為在使用c軸向m軸方向傾斜的半極性面的支撐基體的III族氮化物半導體激光器元件中，使激光波導沿著由c軸及m軸規定的面延伸時，可降低閾值電流。在該激光波導的方向下，其中躍遷能量(導帶能量與價帶能量的差)最小的模式可進行激光振蕩，且在可進行該模式的振蕩時，能夠降低閾值電流。

然而，在該激光波導的方向下，無法將c面、a面或m面等現有的解理面用于諧振鏡。因此，為制作諧振鏡，利用反應性離子蝕刻(RIE、Reactive?Ion?Etching)形成半導體層的干式蝕刻面。以RIE法形成的諧振鏡在對于激光波導的垂直性、干式蝕刻面的平坦性或離子損傷的方面期望得到改善。此外，當前的技術水平下用于獲得良好的干式蝕刻面的工藝條件的導出成為較大的負擔。

據本發明人所知，迄今為止在形成于上述半極性面上的同一III族氮化物半導體激光器元件中，尚未實現向c軸的傾斜方向(OFF方向/偏離方向)延伸的激光波導與不使用干式蝕刻而形成的諧振鏡用端面。

本申請發明人進行過與本案發明相關的日本專利申請(JP特愿2009-144442號)。

本發明鑒于上述情況研制而成。本發明的目的在于提供一種在自六方晶系III族氮化物的c軸向m軸方向傾斜的支撐基體的半極性面上具有可降低閾值電流的激光諧振器的III族氮化物半導體激光器元件，此外，提供一種可提高該III族氮化物半導體激光器元件的諧振鏡的平坦性且可降低閾值電流的III族氮化物半導體激光器元件的制作方法。

用于解決問題的手段

本發明的一個方式涉及制作III族氮化物半導體激光器元件的方法。該方法包括以下步驟：(a)形成具有激光器構造體的基板產物，該激光器構造體包括由六方晶系III族氮化物半導體構成且具有半極性主面的基板以及形成于上述半極性主面上的半導體區域；(b)刻劃上述基板產物的第1面，形成向上述六方晶系III族氮化物半導體的a軸方向延伸的刻劃標記；以及(c)在形成上述刻劃標記后，支撐上述基板產物的第1區域，并且不支撐上述基板產物的第2區域而對該第2區域進行按壓，由此進行上述基板產物的分離，形成另一基板產物及激光條。上述基板產物由預定的基準線分為上述第1及第2區域的兩區域，上述第1及第2區域彼此相鄰，上述按壓對上述基板產物的第2面進行，上述第1面為上述第2面的相反側的面，上述半導體區域位于上述第1面與上述基板之間，上述激光條具有自上述第1面延伸至上述第2面且通過上述分離而形成的第1及第2端面，上述第1及第2端面構成該III族氮化物半導體激光器元件的激光諧振器，上述基板產物包括設置于上述激光器構造體上的陽極電極及陰極電極，上述半導體區域包括由第1導電型氮化鎵系半導體構成的第1包覆層、由第2導電型氮化鎵系半導體構成的第2包覆層以及設置于上述第1包覆層與上述第2包覆層之間的活性層，上述第1包覆層、上述第2包覆層及上述活性層沿著上述半極性主面的法線軸排列，上述基板的上述六方晶系III族氮化物半導體的c軸相對上述法線軸向上述六方晶系III族氮化物半導體的m軸方向以角度ALPHA傾斜，上述第1及第2端面與由上述六方晶系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。