[发明专利]III族氮化物半导体激光器元件及制作III族氮化物半导体激光器元件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种III族氮化物半导体激光器元件及制作III族氮化物半导体激光器元件的方法。

背景技术

专利文献1中记载有激光器装置。若将自{0001}面向等价于[1-100]方向的方向以28.1度倾斜的面作为基板的主面，则2次解理面成为与主面及光谐振器面这两者垂直的{11-20}面，激光器装置成为长方体状。

专利文献2中记载有氮化物半导体装置。对用于解理的基板的背面进行研磨，将总层厚薄膜化为100μm左右。将电介质多层膜堆积在解理面上。

专利文献3中记载有氮化物系化合物半导体元件。氮化物系化合物半导体元件中使用的基板由穿透位错密度为3×10⁶cm^-2以下的氮化物系化合物半导体构成，穿透位错密度在面内大致均匀。

专利文献4中记载有氮化物系半导体激光器元件。氮化物系半导体激光器元件中，如下所示形成解理面。对于以自半导体激光器元件层到达n型GaN基板的方式通过蚀刻加工而形成的凹部，避开n型GaN基板的谐振器面的蚀刻加工时所形成的凸部，并且使用激光刻划器在与隆脊部的延伸方向正交的方向上以虚线状(约40μm的间隔)形成刻划槽。

而且，在刻划槽的位置对晶圆进行解理。此时，凸部等未形成刻划槽的区域以相邻的刻划槽为起点而被解理。结果，元件分离面分别形成为由n型GaN基板的(0001)面构成的解理面。

专利文献5中记载有发光元件。根据发光元件，容易实现长波长的发光，而无损在发光层的发光效率。

专利文献6中记载有氮化物系半导体激光器。该半导体激光器中，具有发光层的氮化物系半导体元件层形成在基板的主表面上。谐振器面形成在氮化物系半导体元件层的包含发光层的区域的端部，且在大致垂直于上述基板的主表面的方向上延伸。元件分离面由基板的解理面构成，相对于谐振器面以某一角度倾斜地延伸。

非专利文献1中记载有如下的半导体激光器：在半极性(10-11)面上将波导路设于倾斜方向，并利用反应性离子蚀刻法形成镜面。而且，非专利文献2中对于激光波导路的角度有所记载。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2001-230497号公报

专利文献2：日本专利特开2005-353690号公报

专利文献3：日本专利特开2007-184353号公报

专利文献4：日本专利特开2009-081336号公报

专利文献5：日本专利特开2008-235804号公报

专利文献6：日本专利特开2009-081336号公报

非专利文献

非专利文献1：Jpn.J.Appl.Phys.Vol.46No.19(2007)L444

非专利文献2：III族氮化物半导体，1999年，培风馆、264页、赤崎勇编著

发明内容

发明要解决的问题

根据氮化镓系半导体的能带构造，存在可激光振荡的若干跃迁。根据发明人的观点，认为在使用c轴向m轴的方向倾斜的半极性面的支撑基体的III族氮化物半导体激光器元件中，当使激光波导路沿由c轴及m轴所界定的面延伸时，可降低阈值电流。该激光波导路的方向下，其中的跃迁能量(导带能量与价带能量的差)最小的模式能实现激光振荡，当该模式的振荡可实现时，可降低阈值电流。

然而，该激光波导路的方向下，因谐振镜的缘故，无法利用c面、a面或者m面等现有的解理面。因此，为了制作谐振镜，使用反应性离子蚀刻(Reactive Ion Etching，RIE)而形成有半导体层的干式蚀刻面。作为利用RIE法形成的谐振镜，期望在相对于激光波导路的垂直性、干式蚀刻面的平坦性或者离子损伤等方面进行改善。而且，当前的技术水平下用于获得良好的干式蚀刻面的工艺条件的导出成为较大的负担。

在使用c面的III族氮化物半导体激光器元件的制作中，当利用现有的解理面形成谐振镜时，通过在外延面侧的薄膜上形成刻划槽并且用刮刀对基板的背面进行挤压而制作解理面。据发明人所知，目前为止，在形成于上述半极性面上的III族氮化物半导体激光器元件中，在c轴的倾斜方向(OFF方向)延伸的激光波导路及不使用干式蚀刻而形成的谐振镜用端面这两者均未实现。