[发明专利]Ⅲ族氮化物半导体激光元件、及制作Ⅲ族氮化物半导体激光元件的方法

说明书

技术领域

本发明关于一种III族氮化物半导体激光元件、及制作III族氮化物半导体激光元件的方法。

背景技术

在非专利文献1中，记载有在c面蓝宝石基板上制作的半导体激光。通过干式蚀刻形成半导体激光的镜面。公开有激光的共振镜面的显微镜照片，且记载有其端面的粗糙度为约50nm。

在非专利文献2中，记载有在(11-22)面GaN基板上制作的半导体激光。通过干式蚀刻形成半导体激光的镜面。

在非专利文献3中，记载有氮化镓系半导体激光。提出有将m面作为裂面(cleaved facets)而用于激光共振器，因此生成向基板的c轴的偏离方向偏光的激光。该文献中，具体记载有在非极性面扩大阱宽度，在半极性面缩小阱宽度。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Jpn.J.Appl.Phys.Vol.35，(1996)L74-L76

非专利文献2：Appl.Phys.Express 1(2008)091102

非专利文献3：Jpn.J.Appl.Phys.Vol.46，(2007)L789

发明内容

根据氮化镓系半导体的能带构造，存在可进行激光振荡的若干跃迁。根据发明者的见解，认为在使用c轴向m轴的方向倾斜的半极性面的支持基体的III族氮化物半导体激光元件中，使激光波导沿着由c轴及m轴所规定的面延伸时，可降低阈值电流。该激光波导的方向中，其中跃迁能量(传导带能量与价带能量的差)最小的模式可进行激光振荡，在该模式的振荡成为可能时，可降低阈值电流。

然而，在该激光波导的方向中，由于共振镜，故而无法利用c面、a面或m面的先前的裂面。因此，为了制作共振镜，使用反应离子蚀刻(RIE，reactive ion etching)形成半导体层的干式蚀刻面。期望以RIE法形成的共振镜在对于激光波导的垂直性、干式蚀刻面的平坦性或离子损伤(ion damage)的方面有所改善，即开发较高的振荡良率(発振歩留まり)的激光共振器。并且，在现有的技术水准下创造出用以获得良好的干式蚀刻面的工序条件成为较大的负担。

据发明者所知，以往在形成在上述半极性面上的同一III族氮化物半导体激光元件中，未能同时实现在c轴的倾斜方向(偏离方向)上延伸的激光波导与不使用干式蚀刻而形成的共振镜用端面。

本发明鉴于上述情况而完成。本发明的目的在于提供一种在从六方晶系III族氮化物的c轴向m轴的方向倾斜的支持基体的半极性面上，具有较高的振荡良率的激光共振器的III族氮化物半导体激光元件，且提供一种制作该III族氮化物半导体激光元件的方法。

本发明的一个方案的III族氮化物半导体激光元件包含：激光构造体，包括由六方晶系III族氮化物半导体构成且具有半极性主面的支持基体、以及设置于上述支持基体的上述半极性主面上的半导体区域；以及电极，设置于上述激光构造体的上述半导体区域上，上述半导体区域包括：由第1导电型的氮化镓系半导体构成的第1包覆层、由第2导电型的氮化镓系半导体构成的第2包覆层、以及设置于上述第1包覆层与上述第2包覆层之间的活性层，上述第1包覆层、上述第2包覆层及上述活性层沿着上述半极性主面的法线轴排列，上述活性层包含氮化镓系半导体层。上述支持基体的上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴朝向上述六方晶系III族氮化物半导体的m轴的方向，相对于上述法线轴而以有限的角度ALPHA倾斜，上述角度ALPHA为45度以上80度以下、或100度以上135度以下的范围，上述激光构造体包含与由上述六方晶系III族氮化物半导体的m轴及上述法线轴所规定的m-n面交叉的第1及第2割断面，该III族氮化物半导体激光元件的激光共振器包含上述第1及第2割断面，上述激光构造体包含第1及第2面，上述第1面为上述第2面的相反侧的面，上述第1及第2割断面分别从上述第1面的边缘延伸至上述第2面的边缘为止，在上述第1及第2割断面上分别出现上述支持基体的端面及上述半导体区域的端面，将L设为4以上的整数，上述第1及第2割断面包含处于从以面指数(-1，0，1，L)或(1，0，-1，-L)所表示的面起±5度的范围内的区域。因此，成为共振镜的第1及第2割断面包含上述面指数的区域，因此该共振镜具有平坦性、垂直性，激光共振器的振荡良率提高。