[發(fā)明專利]外延基板及制作III族氮化物半導(dǎo)體激光器元件的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310545985.1
• 申請(qǐng)日: 2010-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN103606817A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 善積祐介;鹽谷陽平;京野孝史;住友隆道;嵯峨宣弘;足立真寬;住吉和英;德山慎司;高木慎平;池上隆俊;上野昌紀(jì);片山浩二
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 住友電氣工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01S5/343
• 分類號(hào): H01S5/343;B82Y20/00
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 權(quán)太白;謝麗娜

本申請(qǐng)是國際申請(qǐng)日為2010年11月11日、國際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/JP2010/070140、國家申請(qǐng)?zhí)枮?01080059063.4、發(fā)明名稱為“III族氮化物半導(dǎo)體激光器元件、制作III族氮化物半導(dǎo)體激光器元件的方法及外延基板”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種III族氮化物半導(dǎo)體激光器元件、制作III族氮化物半導(dǎo)體激光器元件的方法及外延基板。

背景技術(shù)

專利文獻(xiàn)1中記載有一種激光器裝置。若將自{0001}面向與[1-100]方向等價(jià)的方向以28.1度傾斜的面作為基板的主面，則2次解理面成為與主面及光諧振器面這兩者垂直的{11-20}面，激光器裝置成為長方體狀。

專利文獻(xiàn)2中記載有一種氮化物半導(dǎo)體裝置。對(duì)用于解理的基板的背面進(jìn)行研磨，使總層厚薄膜化為100μm左右。將電介質(zhì)多層膜堆積在解理面上。

專利文獻(xiàn)3中記載有一種氮化物系化合物半導(dǎo)體元件。氮化物系化合物半導(dǎo)體元件中使用的基板，由穿透位錯(cuò)密度為3×10⁶cm^-2以下的氮化物系化合物半導(dǎo)體構(gòu)成，穿透位錯(cuò)密度在面內(nèi)大致均勻。

專利文獻(xiàn)4中記載有一種氮化物系半導(dǎo)體激光器元件。氮化物系半導(dǎo)體激光器元件中，如下所述形成解理面。對(duì)于以自半導(dǎo)體激光器元件層到達(dá)n型GaN基板的方式通過蝕刻加工形成的凹部，避開n型GaN基板的諧振器面的蝕刻加工時(shí)所形成的凸部，同時(shí)使用激光刻劃器在與隆隆脊部的延伸方向正交的方向以虛線狀(約40μm的間隔)形成刻劃槽。而且，對(duì)晶圓在刻劃槽的位置進(jìn)行解理。此時(shí)，凸部等未形成刻劃槽的區(qū)域以相鄰的刻劃槽為起點(diǎn)而被解理。結(jié)果，元件分離面分別形成為由n型GaN基板的(0001)面構(gòu)成的解理面。

專利文獻(xiàn)5中記載有一種發(fā)光元件。根據(jù)發(fā)光元件，容易實(shí)現(xiàn)長波長的發(fā)光，而無損在發(fā)光層的發(fā)光效率。

非專利文獻(xiàn)1中記載有一種半導(dǎo)體激光器，其在半極性(10-1-1)面上，將波導(dǎo)路設(shè)于傾斜方向，而利用反應(yīng)性離子蝕刻法形成鏡面。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利特開2001-230497號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本專利特開2005-353690號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本專利特開2007-184353號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本專利特開2009-081336號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)5：日本專利特開2008-235804號(hào)公報(bào)

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：Jpn.J.Appl.Phys.Vol.46No.19(2007)L444

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

根據(jù)氮化鎵系半導(dǎo)體的能帶構(gòu)造，存在若干能實(shí)現(xiàn)激光振蕩的躍遷。根據(jù)發(fā)明人的觀點(diǎn)，認(rèn)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(dǎo)體激光器元件中，當(dāng)使激光波導(dǎo)路沿由c軸及m軸所界定的面延伸時(shí)，可降低閾值電流。該激光波導(dǎo)路的方向下，其中的躍遷能量(導(dǎo)帶能量與價(jià)帶能量的差)最小的模式能實(shí)現(xiàn)激光振蕩，當(dāng)該模式的振蕩能實(shí)現(xiàn)時(shí)，可降低閾值電流。

然而，該激光波導(dǎo)路的方向下，因諧振鏡的緣故，無法利用c面、a面或者m面等現(xiàn)有的解理面。因此，為了制作諧振鏡，使用反應(yīng)性離子蝕刻(Reactive?Ion?Etching，RIE)而形成半導(dǎo)體層的干式蝕刻面。作為利用RIE法形成的諧振鏡，期望在對(duì)于激光波導(dǎo)路的垂直性、干式蝕刻面的平坦性或者離子損傷等方面進(jìn)行改善。而且，當(dāng)前的技術(shù)水平下用于獲得良好的干式蝕刻面的工藝條件的導(dǎo)出成為較大的負(fù)擔(dān)。

在使用c面的III族氮化物半導(dǎo)體激光器元件的制作中，當(dāng)利用現(xiàn)有的解理面形成諧振鏡時(shí)，在外延面?zhèn)鹊谋∧ど闲纬煽虅澆?，并且通過刮刀對(duì)基板的背面的擠壓而制作解理面。據(jù)發(fā)明人所知，目前為止，在形成于上述半極性面上的III族氮化物半導(dǎo)體激光器元件中，在c軸的傾斜方向(OFF方向)延伸的激光波導(dǎo)路及不使用干式蝕刻而形成的諧振鏡用端面這兩者均未實(shí)現(xiàn)。