[发明专利]氮化物半导体发光元件和氮化物半导体发光元件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及氮化物半导体发光元件和氮化物半导体发光元件的制造 方法。

背景技术

近年来，各种半导体激光元件作为光盘装置用的光源被广泛利用。其 中，使用氮化镓(GaN)等IIIA族氮化物半导体的蓝紫色半导体激光元件 作为新一代高密度光盘(Blue-Ray-Disc)用光源，可以激发红色域的光和 相比较于红外域的光可减小光盘上的集光点直径的短波长域(400nm带)。 由此，蓝紫色半导体激光元件对于光盘的再生和记录密度的提高有效，在 生活中应用广泛、变得必不可少。

使用蓝紫色半导体激光元件的新型光盘中，为了使高密度化和高速书写成 为可能，需要可靠性高的高输出蓝紫色半导体激光元件。现有的CD(Compact Disc)和DVD(Digital Versatile Disk)所使用的AlGaAs系或AlGaInP系半导 体激光元件中，为了防止共振器的端面劣化和光学损伤，在共振器的端面形成 由SiO₂或Al₂O₃等构成的电介质膜(保护膜)。

但是，为GaN系激光元件时，当在共振器的端面形成由氧化物形成的保护 膜时，该保护膜中的氧成为氧化或劣化共振面的端面的原因。

因此，在日本专利特开2007-103814号公报(以下记载为“专利文献1”) 中公开了使用由氮化铝构成的层作为形成在GaN系激光元件端面的保护膜，从 而可以从共振器的端面分离氧，能够改善氧化所导致的端面的劣化。

另外，在日本专利特开2007-273951号公报(以下记载为“专利文献2”) 中公开了通过使用由铝的氮化物结晶或铝的氮氧化物结晶构成的膜作为形成在 GaN系激光元件端面的保护膜，从而与非晶状保护膜相比，可以提高保护膜的 结晶性，能够抑制氧透过保护膜中。

发明内容

为了以高功率稳定地运行GaN系激光元件，有必要减少在共振面的端面处 由非发光再结合所造成的光的吸收、且在共振面的端面形成能够承受高光功率 的稳定的保护膜。

本发明人等研究的结果发现，由于形成于共振面的端面和保护膜的界面的 硅(Si)的凝集(堆积)会大大影响GaN系激光元件在高功率下的稳定运行， 因此抑制该Si量对于实现GaN系激光元件的高可靠化非常重要。另外，上述 Si堆积在现有的GaAs系红外激光元件及GaAs系红色激光元件中并不显著，但 在GaN系激光元件中显著地表现。其详细的机理虽不清楚，推测可能是由于在 GaN系激光元件的共振面的端面处氮原子(N)缺失、形成空孔等点缺陷，由 于Si易于结合在该点缺陷上，因此Si堆积变得显著。

但是，现有的氮化物半导体发光元件具有以下的问题。

对于上述专利文献1所记载的由现有技术氮化铝(AlN)构成的保护膜而言， 通常在保护膜内氮化铝具有各种取向，随着氮化铝的取向方位不同、存在氧易 于透过的面，易于引起共振面的端面的劣化及光学损伤。

同时，共振面的端面与AlN膜(保护膜)的界面的洁净化很重要。其原因 在于，Si等异物有可能附着在该端面和保护膜的界面上，附着在该界面上的Si 等异物与氧结合，形成吸收光的SiOx，结果在氮化物半导体发光元件的可靠性 评价中可能发生端面的劣化。

另外，对于上述专利文献2所记载的由现有技术的铝的氮化物结晶(AlN)或 铝的氮氧化物结晶(AlON)构成的保护膜而言，在AlN层及AlON层和氮化物半 导体结晶的光射出部处，结晶轴一致。由于共振器的光射出端面的氮化物半导 体结晶的结晶面为M面(101-0)，因此保护膜的结晶面也成为M面。M面中是 构成结晶的原子间的键长很长、很粗的结晶构造。因此，元素易于透过M面、 氧也同样地易于透过M面，因而易于引起共振面的端面的劣化及光学损伤。

另外，专利文献2中，如专利文献1所示，由于在共振面的端面和保护膜 的界面处存在Si等杂质，因此在氮化物半导体发光元件的可靠性评价中有可能 发生端面的劣化。

本发明鉴于上述事实而完成，其目的在于提供保证高功率工作下的长期可 靠性、能够以高合格率制造的氮化物半导体发光元件及其制造方法。