[发明专利]表面发射激光元件及其制造方法和表面发射激光阵列及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面发射激光元件及其制造方法和一种表面发射激光阵列及其制造方法。更具体地说，本发明涉及一种在发射区中具有均匀发光的表面发射激光元件和一种表面发射激光阵列，以及其具有良好成品率的制造方法。

背景技术

为了得到具有高的发光强度和可靠性的半导体发光元件，对于与半导体发光元件相关的衬底，需要GaN衬底，该GaN衬底是导电的并具有低位错密度。为此，用于半导体发光元件的导电性GaN衬底具有在衬底的晶体中有意地集中的位错，从而形成高位错密度的区域(下面，称为高位错密度区)，并且在除高位错密度区以外的区域形成低位错密度的低位错密度区。通过在导电性GaN衬底中形成的这种低位错密度区上形成包括发射层的多个半导体层来提供LED(发光二极管)结构或条带状激光器结构，获得制造高发光强度和可靠性的半导体发光元件的途径(例如，日本专利特开2003-124115号和2003-124572号)。

专利文献1：日本专利特开2003-124115号公报

专利文献2：日本专利特开2003-124572号公报

发明内容

本发明要解决的问题

然而，上述日本专利特开2003-124115号公报和日本专利特开2003-124572号公报中所公开的半导体发光元件具有下列问题。具体地说，在使用导电性GaN衬底形成具有条带状激光器结构的半导体发光元件的情况下，例如，由于GaN衬底的解理是不充分的，所以在形成Fabry-Pérot共振器时成品率降低。

此外，在使用导电性GaN衬底形成具有LED结构的半导体发光元件的情况下，即使LED结构的发射区形成为位于低位错密度区的跨度内的上方，也可能发生该发射区中发光不均匀。由此，半导体发光元件的成品率将降低。在研究该原因时，据发现，在导电性GaN衬底的低位错密度区中，存在高导电的子区(下面，称为“低位错密度高电导区”)和低导电的子区(下面，称为“低位错密度低电导区”)。导电性GaN衬底的高位错密度区是高电导区，具有高载流子浓度和高位错密度。该高位错密度区将被称为“高位错密度高电导区”。

本发明的目的是提供在发射区中具有均匀的发光的表面发射激光元件和表面发射激光阵列及其具有良好成品率的制造方法。

解决问题的方法

本发明涉及一种表面发射激光元件的制造方法，该方法包括：制备导电性GaN多区域衬底作为导电性GaN衬底的步骤，该衬底包括具有高位错密度和高载流子浓度的高位错密度高电导区、具有比该高位错高电导区的位错密度低的位错密度的低位错密度高电导区以及具有比该高位错高电导区的位错密度和载流子浓度低的位错密度和载流子浓度的低位错密度低电导区；形成III-V族化合物半导体层堆叠体的半导体层堆叠体形成步骤，该层堆叠体包括导电性GaN多区域衬底的一个主表面上的发射层；以及在该III-V族化合物半导体层堆叠体的最上层上形成半导体层侧电极并且在导电性GaN多区域衬底的另一主表面上形成衬底侧电极的电极形成步骤。在表面发射激光器的制造方法中，III-V族化合物半导体层堆叠体、半导体侧电极和衬底侧电极被形成为使得该发射层中载流子流入的发射区被限制在位于低位错密度高电导区的跨度内的上方。根据这种制造方法，可以容易地以良好的成品率得到通过使载流子均匀地流入发射区中而在发射区中具有均匀的发光的表面发射激光元件。

在本发明的表面发射激光元件的制造方法中的电极形成步骤中，可以将半导体侧电极形成在低位错密度高电导区的跨度内的上方的位置处，使得发射区被限制位于低位错密度高电导区的跨度内的上方。此外，在半导体层堆叠体形成步骤中，可以在III-V族化合物半导体层堆叠体中形成载流子狭窄区，使得发射区被限制位于低位错密度高电导区的跨度内的上方。通过这种制造方法，发射区可以被限制位于低位错密度高电导区的跨度内的上方。可以容易地以良好的成品率得到通过使载流子均匀地流入发射区中而在发射区中具有均匀的发光的表面发射激光元件。