JP2000058972A

JP2000058972A - 窒化物半導体レーザ素子

Info

Publication number: JP2000058972A
Application number: JP22087898A
Authority: JP
Inventors: Yasunobu Sugimoto; 康宜杉本
Original assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Current assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date: 1998-08-04
Filing date: 1998-08-04
Publication date: 2000-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】劈開により形成された鏡面状の良好な共振面
を有し、連続発振をしてもＬＤ特性の低下しにくく、歩
留まり良く得られる窒化物半導体レーザ素子を提供する
ことである。【解決手段】窒化物半導体基板５上に、少なくともｎ
側窒化物半導体層、活性層４５及びｐ側窒化物半導体層
を順に積層し、ｐ側窒化物半導体層側からエッチングし
て形成されたリッジ形状のストライプを有し、ストライ
プ上にｐ電極５１が形成され、前記窒化物半導体基板５
が、５０〜３００μｍの膜厚であり、前記共振面が、ス
トライプ長さ方向に対して垂直な方向にｐ側窒化物半導
体層側からエッジスクライブした後にブレーキングによ
って劈開して形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は窒化物半導体（Ｉｎ
_aＡｌ_bＧａ_1-a-bＮ、０≦a、０≦b、a＋b≦１）よりな
るレーザ素子に関し、特に効率良く良好な共振面を劈開
により形成してなる窒化物半導体レーザ素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、窒化物半導体レーザ素子の実用化
のために多くの研究開発が行われていると共に、種種の
窒化物半導体レーザ素子が開示されている。例えば、本
発明者等は、実用可能なレーザ素子として、Jpn.J.App
l.Phys.Vol.37(1998）pp.L309-L312、Part2,No.3B,15 M
arch 1998に、サファイア基板上部に、部分的に形成さ
れたＳｉＯ₂膜を介して選択成長されたｎ−ＧａＮより
なる窒化物半導体基板の上に、レーザ素子構造となる窒
化物半導体層を複数積層し、サファイア基板を除去し
て、素子構造を有していない側から窒化物半導体基板の
｛１１−００｝面［Ｍ面：六角柱状の結晶の側面に相当
する面］で劈開し共振面を形成することにより、室温で
の連続発振１万時間以上を可能とする窒化物半導体レー
ザ素子を発表した。図１に、前記Ｊ.Ｊ.Ａ.Ｐ.に示され
ているレーザ素子と同様の模式的断面図を示した。この
図１に示されるように、ｐ−ＧａＮよりなるｐ側コンタ
クト層からｐ−Ａｌ_0.14Ｇａ_0.86Ｎ／ＧａＮの超格子構
造よりなるｐ側クラッド層まで部分的にエッチングして
形成されたリッジ形状のストライプを有し、このストラ
イプ上部にｐ電極、ｎ側コンタクト層上にｎ電極が形成
されている。

【０００３】また、本出願人は、上記のように窒化物半
導体のＭ面で劈開することにより、六方晶系であるため
劈開性がないと考えられていた窒化物半導体を良好に劈
開することができることを特開平９−２２６７６号公報
に開示している。この公報に記載の劈開方法としては、
サファイアのような劈開性のない基板上に素子構造を形
成する場合は、素子構造を形成する窒化物半導体層側か
らＭ面に沿って傷を形成して劈開し、また、ＧａＮ基板
を用いた場合は、ＧａＮ基板にＭ面に沿って傷を形成し
て劈開することが記載されている。例えば前記公報に記
載の実施例として、ＧａＮ基板上に素子構造を形成しｐ
側窒化物半導体層の最上層の全面にｐ電極を形成し、Ｇ
ａＮ基板のｐ電極を有していない側の全面にｎ電極を形
成して、ｎ電極側からＧａＮ基板のＭ面に沿って傷をつ
け劈開することが記載されている。更に、この実施例に
は、ｐ電極側から傷をつけてよいことも記載されてい
る。このようにＧａＮ基板のＭ面に沿って傷を付ける場
合、ｐ電極を有する側から傷を形成すると、素子構造が
スクライバーなどで破壊される危険性があるが、上記公
報のように、ｐ側窒化物半導体層の全面にｐ電極が形成
されていると、破壊される危険性が軽減される。一方、
上記Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．に記載されているような、リッジ
形状のストライプを有すると、破壊の危険性は増大する
傾向があるため、上記Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．では、ｐ電極を
有していないＧａＮ基板面から劈開を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報のように、ｎ電極又はｐ電極から傷を付けると、Ｇａ
Ｎ基板に直接傷が付かない場合や、傷を形成する側の金
属からなる電極がＧａＮ基板の劈開性をやや阻害する場
合などがあり、十分満足できる共振面が得られないこと
がある。共振面は鏡面状であることに加え、しきい値電
流の上昇を抑える上で相対する共振面同士が平行である
ことが望まれる。また、ＧａＮ基板に直接傷が形成され
るようにして劈開をした場合でも、ＧａＡｓなどのよう
に明確な劈開性を有していないため、歩留まりを向上さ
せて効率良く共振面を形成させるといった点では、十分
満足できるものではない。

【０００５】更に、前記Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．に記載のよう
に、ｎ電極がｐ電極と同一面に形成され、ＧａＮ基板に
直接傷をつけて劈開すると、鏡面状の共振面が得られる
ものの、連続発振を長時間行うに従い、ＬＤ特性の低下
が起こりにくいレーザ素子がある一方で、ＬＤ特性が急
激に低下し良好な発振が得られなくなるレーザ素子が生
じることがわかった。このことは、同一条件で製造した
レーザ素子の間で、ある一定時間の連続発振の後、ＬＤ
特性に差が生じることから、製造工程で生じた何らかの
原因が発熱による素子の劣化を促進していると思われ
る。連続発振を行ってもＬＤ特性の低下が起こりにくい
レーザ素子を歩留り良く製造することが、生産性や採算
性を向上させレーザ素子を実用化する上で望まれる。

【０００６】そこで、本発明の目的は、劈開により形成
された鏡面状の良好な共振面を有し、連続発振をしても
ＬＤ特性の低下しにくく、歩留まり良く得られる窒化物
半導体レーザ素子を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の目的は、
下記（１）〜（３）の構成により達成することができ
る。（１）窒化物半導体基板上に、少なくともｎ側窒化物
半導体層、活性層及びｐ側窒化物半導体層を順に積層
し、ｐ側窒化物半導体層側からエッチングして形成され
たリッジ形状のストライプを有し、ストライプ上にｐ電
極が形成された窒化物半導体レーザ素子であって、前記
窒化物半導体基板が、５０〜３００μｍの膜厚であり、
前記共振面が、ストライプ長さ方向に対して垂直な方向
にｐ側窒化物半導体層側からエッジスクライブした後に
ブレーキングによって劈開して形成された劈開面である
ことを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。（２）前記窒化物半導体基板のｐ電極を有していない
側の窒化物半導体基板の全面に、ｎ電極が形成されてな
ることを特徴とする前記（１）に記載の窒化物半導体レ
ーザ素子。（３）前記窒化物半導体基板が、窒化物半導体と異な
る材料よりなる異種基板の上に、窒化物半導体を成長さ
せた後、該窒化物半導体の縦方向の成長を抑え、窒化物
半導体を横方向のみに成長させ、続いて、縦及び横方向
に成長させて形成されてなることを特徴とする前記
（１）又は（２）に記載の窒化物半導体レーザ素子。

【０００８】つまり、本発明は、素子構造を形成する基
板となる窒化物半導体基板の膜厚を特定の範囲にし、共
振面をｐ側窒化物半導体層側からエッジスクライブした
後にブレーキングによって劈開して形成することによ
り、効率良く良好な共振面が得られると共に、連続発振
をしてもＬＤ特性の低下しにくい窒化物半導体レーザ素
子を歩留まりよく得ることができる。

【０００９】本発明者は、従来の問題点を種種検討した
結果、特開平９−２３２６７６号公報に記載の技術で
は、鏡面状の共振面が得られるものの、窒化物半導体基
板の膜厚が５００μｍと厚膜で、傷をつけにくいｎ電極
又はｐ電極上にスクライブをするために、良好にＭ面で
劈開できない場合がある。このため、相対する一対の共
振面同士が平行となっておらず、しきい値電流の上昇等
を招く場合が生じることがわかった。更に、本発明者
は、上記Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．に記載のレーザ素子のよう
に、素子構造を形成していない側のＧａＮ基板面に傷を
つけて劈開し共振面を形成した場合の素子特性のバラツ
キについて種種検討した結果、劈開操作の際、ウエハを
固定する粘着シートにｐ電極側を接着させると、粘着シ
ートの粘着剤がリッジ形状のストライプ上部等に付着す
ることがあり、この粘着剤が長時間の連続発振による発
熱で溶けることによりライフ時間を低下させる等、ＬＤ
特性へ悪影響を及ぼすことがわかった。粘着剤の悪影響
は、上記Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．に記載されているような長時
間の連続発振が可能な窒化物半導体レーザ素子が得られ
たことで、影響がないと思われていた粘着剤の素子への
付着による問題が新たに生じたものである。

【００１０】これに対して、本発明は、あえてストライ
プを有する側に傷を付けてウエハを劈開することを試
み、特定の膜厚を有する窒化物半導体基板上に素子構造
を形成し、エッジスクライブをした後ブレーキングする
ことにより、ストライプ上部への粘着剤の付着をなく
し、共振面を良好に形成でき長時間の連続発振を行って
もＬＤ特性のバラツキが少なく効率良く良好なＬＤ特性
を有する窒化物半導体レーザ素子を得ることができる。
更に本発明は、このように劈開をより適性な条件で行う
ことにより、スクライブで形成された傷の部分の素子構
造は破壊されるものの、劈開という比較的簡易で良好な
鏡面状の劈開面が得られる方法により、効率良く共振面
を形成することができ全体的に歩留まりを向上させるこ
とができる。

【００１１】更に本発明は、窒化物半導体基板のｐ電極
を有していない側の窒化物半導体基板の面側（裏面側）
の全面にｎ電極が形成されてなる場合であっても、共振
面を劈開により良好に効率良く形成でき、ＬＤ特性の良
好な歩留まりの良い窒化物半導体レーザ素子を得ること
ができる。ｎ電極が窒化物半導体基板のｐ電極を有する
側と反対の窒化物半導体基板の裏面側に形成されている
構成は、レーザ素子の大きさを小さく設計することがで
き、１枚のウエハからより多くのチップが得られるので
好ましい。更に、レーザ素子のｎ電極が基板の裏面側全
面に形成されていても、ｐ電極を有する側から窒化物半
導体層に傷をつけ劈開するので、ｎ電極による劈開性の
阻害を防止できる。このことから、基板裏面側全面にｎ
電極が形成されていてもよいので、ｎ電極を形成する工
程の際、劈開性を考慮する必要がなくなり製造工程の簡
易化も可能となる。

【００１２】更に本発明は、窒化物半導体基板が、窒化
物半導体と異なる材料よりなる異種基板の上に、窒化物
半導体を成長させた後、該窒化物半導体の縦方向の成長
を抑え、窒化物半導体を横方向のみに成長させ、続い
て、縦及び横方向に成長させて形成されてなることによ
り、結晶欠陥のより少ない窒化物半導体基板が得られ、
Ｍ面での劈開性が更に良好となり、ＬＤ特性の良好な窒
化物半導体レーザ素子を歩留まり良く得ることができ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明を更に詳細に説明す
る。本発明の窒化物半導体レーザ素子は、窒化物半導体
基板上に、少なくともｎ側窒化物半導体層、活性層及び
ｐ側窒化物半導体層を順に積層してなる素子構造を有
し、ｐ側窒化物半導体層側からエッチングして形成され
たモードの安定化をはかりやすいリッジ形状のストライ
プ上にｐ電極が形成され、更に窒化物半導体基板の膜厚
を５０〜３００μｍとして劈開性を良好にし、且つ、劈
開性の改善及び粘着シートの粘着剤による悪影響の防止
のためにｐ側窒化物半導体層側からストライプ長さ方向
に対して垂直な方向にエッジスクライブした後、ブレー
キングによって劈開して形成された劈開面に共振面を形
成してなる構造を有する。

【００１４】本発明において用いられる窒化物半導体基
板は、いずれの成長方法により形成されたものでもよ
く、例えばサファイアなどの異種基板上に、低温成長さ
せた薄膜の窒化物半導体層（バッファ層）上に、成長さ
せてなる窒化物半導体基板、又は横方向の成長を利用し
て選択成長させた窒化物半導体基板等が挙げられる。好
ましくは横方向の成長を利用して選択成長させた窒化物
半導体を用いると、結晶欠陥の少ない窒化物半導体を基
板とすることができ劈開性の点で好ましい。横方向の成
長を利用して成長された窒化物半導体基板の成長方法と
しては、特に限定されず、窒化物半導体を横方向に成長
させ結晶欠陥の転位を減少させることが可能な方法であ
ればいずれの方法でもよい。例えば前記したＪ．Ｊ．
Ａ．Ｐ．に記載の方法、本出願人が出願した特願平９−
２９００９８号明細書に記載の窒化物半導体と異なる材
料よりなる異種基板の上に、窒化物半導体を成長させた
後、該窒化物半導体の縦方向の成長を抑え、窒化物半導
体を横方向のみに成長させ、続いて、縦及び横方向に成
長させて形成させる方法等が挙げられる。

【００１５】本発明において、上記の成長方法などで形
成された窒化物半導体基板の膜厚は、５０〜３００μｍ
であり、好ましくは１００〜１５０μｍである。窒化物
半導体基板の膜厚が上記範囲であると、劈開性が良好と
なる。

【００１６】本発明において、窒化物半導体基板上に形
成させる素子構造としては、少なくともｎ側窒化物半導
体層、活性層、ｐ側窒化物半導体層を有する構造であれ
ば特に限定されず、いずれの素子構造を有してもよく、
例えば、図１に示される前記Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．に記載の
素子構造等が挙げられる。このような素子構造を形成す
るとＬＤ特性の良好なレーザ素子が得られるので好まし
い。レーザ素子の形状としては、リッジ形状のストライ
プを有しストライプ上にｐ電極が形成されていれば特に
限定されない。ｎ電極はｐ電極が形成されている同一面
でも、ｐ電極形成面とは反対の窒化物半導体基板の裏面
側に形成されてもよい。ｎ電極を窒化物半導体基板の裏
面側に形成すると、チップサイズを小さくすることがで
き好ましい。更に、ｎ電極を窒化物半導体基板の裏面側
の全面に形成させても、本発明では劈開性が低下しない
ので、ｎ電極を裏面全面に形成すると製造工程が簡易化
され好ましい。本発明において、レーザ素子のストライ
プの形状としては、特に限定されないが、例えば図１に
示される前記Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．に記載のストライプ形
状、本出願人が提案した特願平１０−１２６５４９号明
細書に記載のストライプ幅が４μｍ〜０．５μｍの屈折
率導波構造を有するストライプ形状などが挙げられる。
ここで、ストライプ幅が狭いと、前記課題に記載した粘
着シートの粘着剤の付着に加え、電極が剥がれ易くなる
危険性が考えられるが、こういった懸念も本発明により
解消することができる。ストライプ幅の狭い構造のレー
ザ素子は、しきい値電流の低下と、ファーフィールドパ
ターンの単一モードにする点で好ましい。特願平１０−
１２６５４９号明細書に記載のストライプ幅の狭い構造
を有するレーザ素子の一実施の形態そしては、後述の実
施例にその一例を示す。

【００１７】本発明の窒化物半導体レーザ素子の共振面
は、ストライプ長さ方向に対し垂直な方向にｐ電極を有
する側からエッジスクライブした後、ブレーキングによ
って劈開して形成された劈開面に形成されてなる。劈開
面は、特開平９−２３２６７６号公報に記載されている
ように、窒化物半導体基板の｛１１−００｝面［Ｍ面：
六角柱状の結晶の側面に相当する面、図２参照］、又は
窒化物半導体の｛１１２−０｝［Ａ面、図２参照］など
で劈開し共振面を形成することができる。好ましい劈開
面としてはＭ面である。図２の窒化物半導体結晶の面方
位を示すユニットセル図にそれぞれＡ面及びＭ面を示
す。また、劈開面が、窒化物半導体の特定の面となるよ
うにするには、例えば、劈開面をＭ面とする場合、窒化
物半導体基板のＭ面をオリフラ面とし、このオリフラ面
に対し垂直となるようにリッジ形状のストライプを形成
し、ストライプ長さ方向に対して垂直な方向に劈開する
ことにより可能である。

【００１８】本発明において劈開の方法としては、ウエ
ハのストライプ上部にｐ電極を有する側のエッジ部分に
ダイヤモンドポイントカッター等によりエッジスクライ
ブして傷をつけ、その後、ブレーキング、つまり傷に沿
って外力をかけ劈開する方法である。このような劈開
は、例えばブレーキング装置などを用いて行うことがで
きる。またエッジスクライブにより形成される傷の大き
さは、劈開性及びスクライブによる素子構造の破壊の抑
制などを考慮して調整される。例えば傷の大きさとして
具体的には、ウエハのエッジ部分から２０ｍｍ以下の大
きさ、より好ましくは１〜５ｍｍの大きさで傷を形成す
ると、破壊される素子構造の部分を少なくでき、且つ劈
開性を良好とすることができ、全体的に歩留まりを向上
させることができる。

【００１９】以下に前記した窒化物半導体基板の成長方
法の好ましい一実施の形態を更に説明する。本発明にお
いて、好ましい窒化物半導体基板の成長方法の一実施の
形態としては、本出願人が出願した特願平９−２９００
９８号明細書に提案の、異種基板の表面で発生する結晶
欠陥が窒化物半導体を厚く成長させても窒化物半導体の
表面まで連続して転位することを防止し結晶欠陥を減少
させるために、異種基板上に窒化物半導体を成長させた
後、窒化物半導体の縦方向の成長を抑え、横方向にのみ
成長させ、続いて縦と横方向に成長させる方法が挙げら
れる。この方法で厚膜に成長された窒化物半導体基板
は、前記Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．に記載の方法で成長させた場
合よりも結晶欠陥を少なくすることができる。結晶欠陥
の少ない窒化物半導体を劈開すると、結晶欠陥の多い場
合に比べて、劈開性がより良好となり、ＬＤ特性の良好
なレーザ素子を歩留まりよく製造する上でより好まし
い。

【００２０】このような成長方法の具体例としては、下
記第１〜第３の工程を有する窒化物半導体の成長方法が
挙げられる。まず、第１の工程で、窒化物半導体と異な
る材料よりなる異種基板の上に、第１の窒化物半導体を
成長させ、第２の工程で、前記第１の窒化物半導体に部
分的に段差を形成して第１の窒化物半導体の端面（形成
される段差の内部に露出する部分）を露出させ、段差上
面にある第１の窒化物半導体の平面及び段差の異種基板
に対して水平な面に保護膜を形成し、続いて、第３の工
程で、前記第１の窒化物半導体の端面から第２の窒化物
半導体を成長させる。

【００２１】また、本発明の成長方法により得られる結
晶が良好で結晶欠陥の少ない第２の窒化物半導体を基板
として用いて窒化物半導体素子を作成すると、この上に
積層成長させた窒化物半導体素子も同様に、結晶欠陥の
ほとんどない結晶性の良好な素子となり、結晶欠陥によ
る劣化を著しく防止できライフ時間が向上し、また、Ｌ
ＥＤでは逆耐圧が著しく上昇し、寿命特性の良好な窒化
物半導体素子を提供することが可能となる。

【００２２】上記方法により得られる第２の窒化物半導
体の結晶欠陥は、１×１０⁷個／ｃｍ²以下となり、好ま
しい条件においては５×１０⁶個／ｃｍ²以下、さらに好
ましい条件においては１×１０⁶個／cm²以下、最も好ま
しい条件においては５×１０⁵個／ｃｍ²以下であること
が望ましい。

【００２３】以下、本発明で用いられる窒化物半導体基
板となる窒化物半導体の成長方法の一実施形態を段階的
に示した模式的断面図である図３〜図６を用いて窒化物
半導体の成長方法を説明する。図３は異種基板１上に、
第１の窒化物半導体２を成長させる第１の工程を行った
模式的段面図である。この第１の工程において、用いる
ことのできる異種基板としては、例えば、サファイアＣ
面の他、Ｒ面、Ａ面を主面とするサファイア、スピネル
（ＭｇＡ１₂Ｏ₄）のような絶縁性基板、ＳｉＣ（６Ｈ、
４Ｈ、３Ｃを含む）、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、Ｓ
ｉ、及び窒化物半導体と格子整合する酸化物基板等、従
来知られている窒化物半導体と異なる基板材料を用いる
ことができる。好ましい異種基板としては、サファイ
ア、スピネルが挙げられる。

【００２４】また、第１の工程において、異種基板１上
に第１の窒化物半導体２を成長させる前に、異種基板１
上にバッファ層（図示されていない）を形成してもよ
い。バッファ層としては、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａ
Ｎ、ＩｎＧａＮ等が用いられる。バッファ層は、９００
℃以下３００℃以上の温度で、膜厚０．５μｍ〜１０オ
ングストロームで成長される。このように異種基板１上
にバッファ層を９００℃以下の温度で形成すると、異種
基板１と第１の窒化物半導体２との格子定数不正を緩和
し、第１の窒化物半導体２の結晶欠陥が少なくなる傾向
がある。

【００２５】第１の工程において、異種基板１上に形成
される第１の窒化物半導体２としては、アンドープ（不
純物をドープしない状態、undope）のＧａＮ、Ｓｉ、Ｇ
ｅ、及びＳ等のｎ型不純物をドープしたＧａＮを用いる
ことができる。第１の窒化物半導体２は、高温、具体的
には９００℃〜１１００℃、好ましくは１０５０℃で異
種基板１上に成長される。第１の窒化物半導体２の膜厚
は特に限定しないが、段差を形成するためには１００オ
ングストローム以上、好ましくは１〜１０μｍ程度、よ
り好ましくは１〜５μｍの膜厚で形成することが望まし
い。

【００２６】次に、図４は異種基板１上に第１の窒化物
半導体２を成長させた後、第１の窒化物半導体２に部分
的に第１の窒化物半導体２がわずかに残る程度の深さで
段差を形成して、第１の窒化物半導体２の端面を露出さ
せ、図４のように段差上面にある第１の窒化物半導体２
の平面及び段差下面の異種基板に対し水平な面に保護膜
３及び保護膜４を形成する第２の工程を行った模式的断
面図である。

【００２７】第２の工程において、部分的に段差を形成
するとは、少なくとも第１の窒化物半導体２の端面が露
出されるように、第１の窒化物半導体２の表面から異種
基板１方向に窪みを形成してあればよく、第１の窒化物
半導体２にいずれの形状で段差を設けてもよく、例え
ば、ランダムな窪み、ストライプ状、碁盤面状、ドット
状に形成できる。第１の窒化物半導体２に部分的に設け
られた段差は、第１の窒化物半導体の途中まで、又は異
種基板に達する深さで形成され、この段差の深さは、第
１の窒化物半導体２の膜厚や、保護膜４の膜厚等にも左
右される値であり、第１の窒化物半導体２の端面から横
方向に成長する第２の窒化物半導体５が成長し易いよう
な端面となるように段差が形成されることが好ましい。
段差の深さは、第１の窒化物半導体２が残る程度の深さ
が好ましい。仮に、段差を形成する際に異種基板１が露
出されていると、保護膜４の形成時に第１の窒化物半導
体２の端面付近に保護膜４が形成しにくいと考えられる
ことから、保護膜４が十分に異種基板の表面を覆ってな
い場合には、異種基板の表面に第２の窒化物半導体５が
成長し、そこから結晶欠陥が発生する可能性があるから
である。段差の具体的な深さは、特に限定せず通常５０
０オングストローム〜５μｍ程度であれば十分である。

【００２８】段差をストライプ状の形状とする場合、ス
トライプの形状として、例えばストライプ幅を１０〜２
０μｍ、ストライプ間隔を２〜５μｍのものを形成する
ことができる。

【００２９】第２の工程で段差を設ける方法としては、
第１の窒化物半導体を一部分取り除くことができる方法
であればいずれの方法でもよく、例えばエッチング、ダ
イシング等が挙げられる。

【００３０】第２の工程において窒化物半導体をエッチ
ングする方法には、ウエットエッチング、ドライエッチ
ング等の方法があり、平滑な面を形成するには、好まし
くはドライエッチングを用いる。ドライエッチングに
は、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、反応性
イオンビームエッチング（ＲＩＢＥ）、電子サイクロト
ロンエッチング（ＥＣＲ）、イオンビームエッチング等
の装置があり、いずれもエッチングガスを適宜選択する
ことにより、窒化物半導体をエッチングしてできる。例
えば、本出願人が先に出願した特開平８−１７８０３号
公報記載の窒化物半導体の具体的なエッチング手段を用
いることができる。また、エッチングによって段差を形
成する場合、エッチング面が、図４に示すように異種基
板に対して端面がほぼ垂直となる形状、又は順メサ形状
や逆メサ形状でもよく、あるいは第１の窒化物半導体２
の端面が階段状になるように形成された形状等でのもよ
い。

【００３１】第２の工程で、第１の窒化物半導体２が縦
方向に成長するのを制御するために、例えば段差の上面
にある第１の窒化物半導体２の平面に保護膜３を、段差
の下面の異種基板に対してほぼ水平な面に保護膜４を、
保護膜としてそれぞれ形成する。段差の形状が階段状で
ある場合は、階段の各段の異種基板にほぼ水平な面に保
護膜４をそれぞれ形成する。第２の工程で用いられる保
護膜としては、保護膜表面に窒化物半導体が成長しない
か、若しくは成長しにくい性質を有する材料が挙げられ
る。保護膜として、例えば酸化ケイ素（ＳｉＯ_X）、窒
化ケイ素（Ｓｉ_XＮ_Y）、酸化チタン（ＴｉＯ_X）、酸化
ジルコニウム（ＺｒＯ_X）等の酸化物、窒化物、またこ
れらの多層膜の他、１２００℃以上の融点を有する金属
等をあげることができる。これらの保護膜材料は、窒化
物半導体の成長温度６００℃〜１１００℃の温度にも耐
え、その表面に窒化物半導体が成長しないか、成長しに
くい性質を有している。保護膜材料を窒化物半導体表面
に形成するには、例えば蒸着、スパッタ、ＣＶＤ等の気
相製膜技術を用いることができる。

【００３２】また、第２の工程において、保護膜３及び
保護膜４は、段差を第１の窒化物半導体２に形成する方
法が、エッチングである場合と、ダイシングである場合
とで、形成のされ方が多少異なる。まずエッチングで段
差を形成する場合、第１の窒化物半導体２上に保護膜を
形成後、その上にレジスト膜を形成しパターンを転写し
露光、現像して部分的に保護膜３を形成した後、第１の
窒化物半導体２をエッチングすることで段差の形成を行
う。続いて段差を形成した第１の窒化物半導体２上、つ
まり保護膜３及び段差の下面等に更に保護膜を形成し、
ＣＦ₄とＯ₂ガスによるドライエッチングにより、第１の
窒化物半導体２の端面部分のみの保護膜をエッチング
し、保護膜４を形成する。このように形成すると、例え
ば図４では、保護膜３は一層として図示されているが、
保護膜３上に更に保護膜が形成され２層の保護膜が積層
されたような状態になっている。ここで保護膜４を形成
する前に、保護膜３を取り除いてから、保護膜３の形成
されていた部分と段差の下面とに保護膜を形成してもよ
く、又は保護膜３を取り除かずに保護膜４を形成しても
よい。次に、ダイシングで段差を形成する場合、第１の
窒化物半導体２を上面からダイシング・ソーで第１の窒
化物半導体２に段差を形成し、その後、その上に保護膜
を形成し、ＣＦ₄とＯ₂ガスによるドライエッチングによ
り端面部分の保護膜のみエッチングすることで所望の形
状及び位置に保護膜３及び保護膜４を同時に形成する。

【００３３】保護膜３及び保護膜４の膜厚は、特に限定
せず、ドライエッチングにより端面を露出させられる膜
厚であり、且つ底面を被覆できる膜厚にする必要があ
る。また、保護膜３と保護膜４の膜厚は、第２の窒化物
半導体５が横方向に成長し易いように調整されているこ
とが好ましく、場合によってはそれぞれの膜厚が異なっ
てもよい。例えば、保護膜３は、薄く形成された方が、
第３の工程で成長させる第２の窒化物半導体５が保護膜
３と同程度の膜厚となった時、隣接している第２の窒化
物半導体５同士が接合し易くなると考えられる。また保
護膜４は、比較的厚く（但し、第１の窒化物半導体２の
端面が第２の窒化物半導体５が成長される程度に十分露
出されている範囲）形成された方が、第２の窒化物半導
体５の成長初期において、段差の下面（第１の窒化物半
導体の平面又は異種基板面）を十分に覆うことができる
と共に熱による保護膜４へのピンホールの発生を防止で
きると考えられる。ピンホールが保護膜に発生すると、
ピンホールから第２の窒化物半導体５が縦方向に成長す
る恐れがあり、結晶欠陥の発生の原因となると考えられ
る。第１の窒化物半導体２の縦方向の成長を防止する一
実施の形態として、保護膜を形成して行うことを挙げた
が、本発明はこれに限定されない。また、横方向から第
２の窒化物半導体５を成長させる一実施の形態として第
１の窒化物半導体２に窪みを形成して端面を設けること
を挙げたが、これに限定されない。

【００３４】次に、図５は、エッチングにより露出され
た第１の窒化物半導体２の端面から第２の窒化物半導体
５を成長させる第３の工程を行った模式的断面図であ
る。第３の工程においては、第１〜第２の工程により保
護膜３及び保護膜４を形成したことにより、第２の窒化
物半導体５が成長可能な部分を、第１の窒化物半導体２
の端面のみとし、第１の窒化物半導体２の端面から第２
の窒化物半導体５が選択的に横方向に成長し始める。そ
して、成長を続けるうちに、第２の窒化物半導体５が横
方向に加え縦方向にも成長をはじめ、窒化物半導体が成
長しにくい保護膜上にあたかも成長したかのように、第
２の窒化物半導体５は保護膜３及び保護膜４を覆い成長
を続け、図６に示す模式的断面図のように、第２の窒化
物半導体５が得られる。このように成長初期に成長方向
を特定された第２の窒化物半導体５は、厚膜に成長させ
ても、結晶欠陥の極めて少ない非常に良好な結晶性を有
する。第２の窒化物半導体５としては、前記第１の窒化
物半導体２と同様のものを用いることができる。

【００３５】第１の窒化物半導体２、及び第２の窒化物
半導体５を成長させる方法としては、特に限定されない
が、ＭＯＶＰＥ（有機金属気相成長法）、ＨＶＰＥ（ハ
ライド気相成長法）、ＭＢＥ（分子線エピタキシー
法）、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）等、窒化
物半導体を成長させるのに知られている全ての方法を適
用できる。好ましい成長方法としては、膜厚が１００μ
ｍ以下ではＭＯＣＶＤ法を用いると成長速度をコントロ
ールし易い。また膜厚が１００μｍ以下ではＨＶＰＥで
は成長速度が速くてコントロールが難しい。

【００３６】

【実施例】以下に本発明の実施例を示すが本発明はこれ
に限定されない。［実施例１］（窒化物半導体基板５の形成）窒化物半導体基板の成長
方法の各工程を示した図３〜図６を用いて示す。また実
施例１での窒化物半導体基板の成長はＭＯＣＶＤ法を用
いて行った。

【００３７】異種基板１として、２インチφ、Ｃ面を主
面とし、オリフラ面をＡ面とするサファイア基板１を反
応容器内にセットし、温度を５１０℃にして、キャリア
ガスに水素、原料ガスにアンモニアとＴＭＧ（トリメチ
ルガリウム）とを用い、サファイア基板１上にＧａＮよ
りなるバッファ層（図示されていない）を約２００オン
グストロームの膜厚で成長させる。

【００３８】バッファ層を成長後、ＴＭＧのみ止めて、
温度を１０５０℃まで上昇させる。１０５０℃になった
ら、原料ガスにＴＭＧ、アンモニア、シランガスを用
い、Ｓｉを１×１０¹⁸／cm³ドープしたＧａＮよりなる
第１の窒化物半導体層２を２μｍの膜厚で成長させる
（図３）。

【００３９】第１の窒化物半導体層２を成長後、ストラ
イプ状のフォトマスクを形成し、スパッタ装置によりス
トライプ幅１５μｍ、ストライプ間隔３μｍのＳｉＯ₂
よりなる保護膜３を１μｍの膜厚で形成し、続いて、Ｒ
ＩＥ装置により第１の窒化物半導体層２の途中までエッ
チングして段差を形成することにより第１の窒化物半導
体２の端面を露出させる（図４）。なお、ストライプ方
向は、オリフラ面に対して垂直な方向で形成する。

【００４０】第１の窒化物半導体層２に、図４のように
段差を形成した後、段差を形成した第１の窒化物半導体
２の表面にスパッタ装置により保護膜を形成し、ＣＦ₄
とＯ₂ガスにより、段差を形成したことにより形成され
た第１の窒化物半導体２の端面部の保護膜のみをエッチ
ングすることにより、保護膜３及び保護膜４を形成す
る。

【００４１】保護膜３及び保護膜４を形成後、反応容器
内にセットし、温度を１０５０℃で、原料ガスにＴＭ
Ｇ、アンモニア、シランガスを用い、Ｓｉを１×１０¹⁸
／cm³ドープしたＧａＮよりなる第２の窒化物半導体層
５を２００μｍの膜厚で成長させる（図５及び図６）。

【００４２】第２の窒化物半導体層５を成長後、ウェー
ハを反応容器から取り出し、ＳｉドープＧａＮよりなる
窒化物半導体基板を得る。上記で得られたウェーハのサ
ファイア基板１、バッファ層、第１の窒化物半導体２、
及び保護膜３、４を研磨、除去し、第２の窒化物半導体
層５の表面を露出させ、第２の窒化物半導体層５のみに
する。以下第２の窒化物半導体層５を窒化物半導体基板
５とする。

【００４３】（素子構造）図７を用いて素子構造につい
て説明する。図７は本発明の成長方法により得られた窒
化物半導体層を基板とする一実施の形態のレーザ素子の
構造を示す模式断面図である。

【００４４】上記で得られた窒化物半導体基板５（Ｓｉ
ドープＧａＮ）を主面とするウェーハをＭＯＶＰＥ装置
の反応容器内にセットし、この窒化物半導体基板５の上
に下記各層を形成する。

【００４５】（ｎ側クラッド層４３）次に、Ｓｉを１×
１０¹⁹／cm³ドープしたｎ型Ａｌ_0.2Ｇａ_0.8Ｎよりなる
第１の層、２０オングストロームと、アンドープ（undo
pe）のＧａＮよりなる第２の層、２０オングストローム
とを交互に１００層積層してなる総膜厚０．４μｍの超
格子構造とする。

【００４６】（ｎ側光ガイド層４４）続いて、Ｓｉを１
×１０¹⁷／cm³ドープしたｎ型ＧａＮよりなるｎ型光ガ
イド層４４を０．１μｍの膜厚で成長させる。

【００４７】（活性層４５）次に、Ｓｉを１×１０¹⁷／
cm³ドープのＩｎ_0.2Ｇａ_0.8Ｎよりなる井戸層、２５オ
ングストロームと、Ｓｉを１×１０¹⁷／cm³ドープのＩ
ｎ_0.01Ｇａ_0.95Ｎよりなる障壁層、５０オングストロー
ムを交互に積層してなる総膜厚１７５オングストローム
の多重量子井戸構造（ＭＱＷ）の活性層４５を成長させ
る。

【００４８】（ｐ側キャップ層４６）次に、バンドギャ
ップエネルギーがｐ側光ガイド層４７よりも大きく、か
つ活性層４５よりも大きい、Ｍｇを１×１０²⁰／cm³ド
ープしたｐ型Ａｌ_0.3Ｇａ_0.9Ｎよりなるｐ側キャップ層
４６を３００オングストロームの膜厚で成長させる。

【００４９】（ｐ側光ガイド層４７）次に、バンドギャ
ップエネルギーがｐ側キャップ層４６より小さい、Ｍｇ
を１×１０¹⁸／cm³ドープしたｐ型ＧａＮよりなるｐ側
光ガイド層４７を０．１μｍの膜厚で成長させる。

【００５０】（ｐ側クラッド層４８）次に、Ｍｇを１×
１０²⁰／cm³ドープしたｐ型Ａｌ_0.2Ｇａ_0.8Ｎよりなる
第１の層、２０オングストロームと、Ｍｇを１×１０²⁰
／cm³ドープしたｐ型ＧａＮよりなる第２の層、２０オ
ングストロームとを交互に積層してなる総膜厚０．４μ
ｍの超格子層よりなるｐ側クラッド層４８を形成する。

【００５１】（ｐ側コンタクト層４９）最後に、Ｍｇを
２×１０²⁰／cm³ドープしたｐ型ＧａＮよりなるｐ側コ
ンタクト層４９を１５０オングストロームの膜厚で成長
させる。

【００５２】反応終了後、反応容器内において、ウェー
ハを窒素雰囲気中、７００℃でアニーリングを行い、ｐ
型層をさらに低抵抗化する。アニーリング後、ウェーハ
を反応容器から取り出し、図７に示すように、ＲＩＥ装
置により最上層のｐ型コンタクト層４９と、ｐ型クラッ
ド層４８とをエッチングして、４μｍのストライプ幅を
有するリッジ形状とし、リッジ表面の全面にＮｉ／Ａｕ
よりなるｐ電極５１を形成する。次に、図７に示すよう
に、ｐ電極５１を除くｐ側クラッド層４８、コンタクト
層４９の表面にＳｉＯ₂よりなる絶縁膜５０を形成し、
この絶縁膜５０を介してｐ電極５１と電気的に接続した
ｐパッド電極５２を形成する。

【００５３】ｐ側電極形成後、窒化物半導体基板５の素
子構造が形成されていない表面全面に、Ｔｉ／Ａｌより
なるｎ電極５３を０．５μｍの膜厚で形成し、その上に
ヒートシンクとのメタライゼーション用にＡｕ／Ｓｎよ
りなる薄膜を形成する。

【００５４】その後、ｐ電極５１を有する側からウエハ
の端部にエッジスクライブし、５ｍｍの傷をつけ、続い
てブレーキングして素子構造及び窒化物半導体基板５の
Ｍ面（１１−００、図２の六角柱の側面に相当する面）
で素子構造及び窒化物半導体基板５を劈開し、共振面を
作製する。

【００５５】得られた共振面の両方あるいはどちらか一
方にＳｉＯ₂とＴｉＯ₂よりなる誘電体多層膜を形成し、
最後にｐ電極に平行な方向で、バーを切断してレーザチ
ップとした。次にチップをフェースアップ（基板とヒー
トシンクとが対向した状態）でヒートシンクに設置し、
ｐパッド電極５２をワイヤーボンディングして、室温で
レーザ発振を試みたところ、室温において、閾値電流密
度２．０ｋＡ／cm²、閾値電圧４．０Ｖで、発振波長４
０５ｎｍの連続発振が確認され、１０００時間以上の寿
命を示した。更に、上記のように形成されたレーザ素子
は、歩留まりが良好であり、良好なＬＤ特性を有するレ
ーザ素子を効率良く製造することができる。また本発明
の実施例１は、従来技術であるJ.J.A.P.Vol.37(1998)p
p.L309-L312と比較すると、粘着シートの粘着剤の付着
を防止でき、歩留まりが約５０％向上する。

【００５６】［実施例２］図１に示すJ.J.A.P.Vol.37(1
998)pp.L309-L312に記載のレーザ素子の作成方法におい
て、劈開の方法をｐ電極を有する側からウエハの端部に
２０ｍｍのエッジスクライブをし、その後、ブレーキン
グすることによって劈開し、劈開面に共振面を形成する
他は同様にしてレーザ素子を作成した。その結果、エッ
ジスクライブによってウエハ端部の素子構造がやや破壊
されたものの、実施例１とほぼ同様に、共振面を良好に
形成でき、粘着剤の悪影響がなくなり、ＬＤ特性の良好
なレーザ素子を歩留まりよく製造することができる。

【００５７】［実施例３］図８は本発明の一実施例に係
るレーザ素子の構造を示す模式的な断面図でありストラ
イプ導波路に垂直な方向で切断した際の図を示すもので
ある。以下、この図を用いて実施例３を説明する。実施
例１の窒化物半導体の成長方法と同様にして窒化物半導
体を成長させ、窒化物半導体基板５として、この窒化物
半導体基板５上に下記の素子構造を成長させる。但し、
窒化物半導体基板５の膜厚を１５０μｍとする。

【００５８】（ｎ側コンタクト層８５）次に、アンモニ
アとＴＭＧ、不純物ガスとしてシランガスを用い、窒化
物半導体基板５の上に、１０５０℃でＳｉを３×１０¹⁸
／cm³ドープしたＧａＮよりなるｎ側コンタクト層８５
を４μｍの膜厚で成長させる。

【００５９】（クラック防止層８６）次に、ＴＭＧ、Ｔ
ＭＩ（トリメチルインジウム）、アンモニアを用い、温
度を８００℃にしてＩｎ_0.06Ｇａ_0.94Ｎよりなるクラッ
ク防止層８６を０．１５μｍの膜厚で成長させる。な
お、このクラック防止層は省略可能である。

【００６０】（ｎ側クラッド層８７）続いて、１０５０
℃でＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、ＴＭＧ、アン
モニアを用い、アンドープＡｌ_0.16Ｇａ_0.84Ｎよりなる
層を２５オングストロームの膜厚で成長させ、続いてＴ
ＭＡを止めて、シランガスを流し、Ｓｉを１×１０¹⁹／
cm³ドープしたｎ型ＧａＮよりなる層を２５オングスト
ロームの膜厚で成長させる。それらの層を交互積層して
超格子層を構成し、総膜厚１．２μｍの超格子よりなる
ｎ側クラッド層８７を成長させる。

【００６１】（ｎ側光ガイド層８８）続いて、シランガ
スを止め、１０５０℃でアンドープＧａＮよりなるｎ側
光ガイド層８８を０．１μｍの膜厚で成長させる。この
ｎ側光ガイド層８８にｎ型不純物をドープしても良い。

【００６２】（活性層８９）次に、温度を８００℃にし
て、ＳｉドープＩｎ_0.05Ｇａ_0.95Ｎよりなる障壁層を１
００オングストロームの膜厚で成長させ、続いて同一温
度で、アンドープＩｎ_0.2Ｇａ_0.8Ｎよりなる井戸層を４
０オングストロームの膜厚で成長させる。障壁層と井戸
層とを２回交互に積層し、最後に障壁層で終わり、総膜
厚３８０オングストロームの多重量子井戸構造（ＭＱ
Ｗ）の活性層を成長させる。

【００６３】（ｐ側キャップ層９０）次に、温度を１０
５０℃に上げ、ＴＭＧ、ＴＭＡ、アンモニア、Ｃｐ₂Ｍ
ｇ（シクロペンタジエニルマグネシウム）を用い、ｐ側
光ガイド層９１よりもバンドギャップエネルギーが大き
い、Ｍｇを１×１０²⁰／cm³ドープしたｐ型Ａｌ_0.3Ｇａ
_0.7Ｎよりなるｐ側キャップ層９０を３００オングスト
ロームの膜厚で成長させる。

【００６４】（ｐ側光ガイド層９１）続いてＣｐ₂Ｍ
ｇ、ＴＭＡを止め、１０５０℃で、バンドギャップエネ
ルギーがｐ側キャップ層９０よりも小さい、アンドープ
ＧａＮよりなるｐ側光ガイド層９１を０．１μｍの膜厚
で成長させる。

【００６５】（ｐ側クラッド層９２）続いて、１０５０
℃でアンドープＡｌ_0.16Ｇａ_0.84Ｎよりなる層を２５オ
ングストロームの膜厚で成長させ、続いてＣｐ₂Ｍｇ、
ＴＭＡを止め、アンドープＧａＮよりなる層を２５オン
グストロームの膜厚で成長させ、総膜厚０．６μｍの超
格子層よりなるｐ側クラッド層９２を成長させる。

【００６６】（ｐ側コンタクト層９３）最後に、１０５
０℃で、ｐ側クラッド層９の上に、Ｍｇを１×１０²⁰／
cm³ドープしたｐ型ＧａＮよりなるｐ側コンタクト層９
３を１５０オングストロームの膜厚で成長させる。

【００６７】以上のようにして窒化物半導体を成長させ
たウェーハを反応容器から取り出し、最上層のｐ側コン
タクト層の表面にＳｉＯ₂よりなる保護膜を形成して、
ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を用いＳｉＣｌ₄ガ
スによりエッチングし、図８に示すように、ｎ電極を形
成すべきｎ側コンタクト層８５の表面を露出させる。

【００６８】次に、図９（ａ）に示すように、最上層の
ｐ側コンタクト層９３のほぼ全面に、ＰＶＤ装置によ
り、Ｓｉ酸化物（主として、ＳｉＯ₂）よりなる第１の
保護膜６１を０．５μｍの膜厚で形成した後、第１の保
護膜６１の上に所定の形状のマスクをかけ、フォトレジ
ストよりなる第３の保護膜６３を、ストライプ幅２μ
ｍ、厚さ１μｍで形成する。

【００６９】次に、図９（ｂ）に示すように第３の保護
膜６３形成後、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）装置
により、ＣＦ₄ガスを用い、第３の保護膜６３をマスク
として、前記第１の保護膜をエッチングして、ストライ
プ状とする。その後エッチング液で処理してフォトレジ
ストのみを除去することにより、図９（ｃ）に示すよう
にｐ側コンタクト層９３の上にストライプ幅２μｍの第
１の保護膜６１が形成できる。

【００７０】さらに、図９（ｄ）に示すように、ストラ
イプ状の第１の保護膜６１形成後、再度ＲＩＥによりＳ
ｉＣｌ₄ガスを用いて、ｐ側コンタクト層９３、および
ｐ側クラッド層９２をエッチングして、ストライプ状の
導波路領域（この場合、リッジストライプ）を形成す
る。ストライプを形成する際、そのストライプの断面形
状を図８に示すような順メサの形状とすると、横モード
がシングルモードとなりやすく非常に好ましい。

【００７１】リッジストライプ形成後、ウェーハをＰＶ
Ｄ装置に移送し、図９（ｅ）に示すように、Ｚｒ酸化物
（主としてＺｒＯ₂）よりなる第２の保護膜６２を、第
１の保護膜６１の上と、エッチングにより露出されたｐ
側クラッド層９２の上に０．５μｍの膜厚で連続して形
成する。

【００７２】次に、ウェーハをフッ酸に浸漬し、図９
（ｆ）に示すように、第１の保護膜６１をリフトオフ法
により除去する。

【００７３】次に図９（ｇ）に示すように、ｐ側コンタ
クト層９３の上の第１の保護膜６１が除去されて露出し
たそのｐ側コンタクト層の表面にＮｉ／Ａｕよりなるｐ
電極２０を形成する。但しｐ電極２０は１００μｍのス
トライプ幅として、この図９（ｇ）に示すように、第２
の保護膜６２の上に渡って形成する。

【００７４】次に、ｐ電極２０上の全面に連続して、Ｔ
ｉからなる第１の薄膜層３１を１０００オングストロー
ムの膜厚で形成し、更に図８に示すようにストライプの
側面等にも第１薄膜層３１を形成する。この連続して形
成された第１薄膜層３１上に、後の工程で劈開により共
振面を形成する際の劈開面に一致しない大きさ、つまり
劈開面となる部分の上部を避けて、断続的にＡｕからな
る第２の薄膜層３２を８０００オングストロームの膜厚
で形成し、第１の薄膜層３１及び第２の薄膜層３２から
なるｐパッド電極１０１を形成する。

【００７５】ｐパッド電極形成後、一番最初に露出させ
たｎ側コンタクト層８５の表面にはＴｉ／Ａｌよりなる
ｎ電極２１をストライプと平行な方向で形成し、その上
にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕよりなるｎパッド電極を形成する。

【００７６】以上のようにして、ｎ電極とｐ電極及びｐ
パッド電極とを形成したウェーハのサファイア基板を除
去した後、ｐ電極を有する側からウエハの端部の窒化物
半導体層のＭ面方向に５ｍｍのエッジスクライブをし、
ブレーキングしてＭ面で劈開し劈開面に共振面を形成す
る。共振面にＳｉＯ₂とＴｉＯ₂よりなる誘電体多層膜を
形成し、最後にｐ電極に平行な方向で、バーを切断して
図８に示すようなレーザ素子とする。なお共振器長は３
００〜５００μｍとすることが望ましい。

【００７７】このレーザ素子をヒートシンクに設置し、
それぞれの電極をワイヤーボンディングして、室温でレ
ーザ発振を試みたところ、発振波長４００〜４２０ｎ
ｍ、閾値電流密度２．９ｋＡ／cm²において室温連続発
振を示した。更に、上記のように劈開することで、ＬＤ
特性の良好なレーザ素子を歩留まり良く製造することが
できる。また実施例１と比較するとやや劈開性及び歩留
まりが向上する。

【００７８】［実施例４］図１０は本発明の他の実施例
に係るレーザ素子の構造を示す模式的な断面図であり、
以下この図１０を用いて実施例４について説明する。

【００７９】実施例１と同様にして得られた窒化物半導
体の単体を窒化物半導体基板５とする。但し、窒化物半
導体基板５の膜厚を１００μｍとする。次にこの窒化物
半導体基板５の上に実施例３と同様のクラック防止層８
６〜ｐ側コンタクト層９３までの素子構造を成長させ
る。

【００８０】ｐ側コンタクト層１３成長後、実施例３と
同様にして、ストライプ状の第１の保護膜６１を形成し
た後、第２の工程において、エッチングストップを図１
０に示すｎ側クラッド層７の表面とする。後は、実施例
３と同様にして、ＺｒＯ₂を主成分とする第２の保護膜
６２をストライプ導波路の側面と、ｎ側クラッド層７の
表面とに形成した後、その第２の保護膜を介してｐ電極
２０を形成する。形成されたｐ電極２１上に、ストライ
プ長さと同一の長さとなるようにＴｉからなる第１の薄
膜層３１を膜厚１０００オングストロームで、第２の薄
膜層３２の形状と同様の形状でＰｔよりなる第３の薄膜
層を膜厚１０００オングストロームで、及びストライプ
長さより短い形状でＡｕからなる第２の薄膜層３２を膜
厚８０００オングストロームで順に積層形成してなるｐ
パッド電極１０１を図１０に示すように形成する。第３
の薄膜層は図示していないが、第２の薄膜層と同様の形
状で形成する。一方、窒化物半導体基板の裏面側のほぼ
全面に、ｎ電極２１を形成する。電極形成後、実施例３
の劈開による共振面の形成において３ｍｍのエッジスク
ライブをする他は同様にして、窒化物半導体基板のＭ面
で劈開して、共振面を作製し、図１０に示すような構造
のレーザ素子としたところ、実施例３とほぼ同等の特性
を有するレーザ素子が得られた。また実施例３とほぼ同
様に劈開性も良好であり、ＬＤ特性の良好なレーザ素子
を歩留まり良く製造することができる。

【００８１】［比較例１］実施例１において、窒化物半
導体基板の膜厚を４０μｍ、３５０μｍとする他は同様
にして窒化物半導体基板上に素子構造を成長させ、窒化
物半導体のＭ面で劈開してレーザ素子を形成する。その
結果、窒化物半導体基板の膜厚が４０μｍ及び３５０μ
ｍのそれぞれのレーザ素子は、良好な共振面が得られる
ものの、実施例１に比較して歩留まりがそれぞれ約５０
％低下する。

【００８２】

【発明の効果】本発明は、劈開により形成された鏡面状
の良好な共振面を有し、連続発振をしてもＬＤ特性の低
下しにくく、歩留まり良く得られる窒化物半導体レーザ
素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のレーザ素子の構造を示す模式断面図であ
る。

【図２】窒化物半導体の面方位を示すユニットセル図で
ある。

【図３】本発明で用いられる窒化物半導体基板を成長さ
せる方法の一実施の形態である各工程において得られる
窒化物半導体ウェーハの構造を示す模式的断面図であ
る。

【図４】本発明で用いられる窒化物半導体基板を成長さ
せる方法の一実施の形態である各工程において得られる
窒化物半導体ウェーハの構造を示す模式的断面図であ
る。

【図５】本発明で用いられる窒化物半導体基板を成長さ
せる方法の一実施の形態である各工程において得られる
窒化物半導体ウェーハの構造を示す模式的断面図であ
る。

【図６】本発明で用いられる窒化物半導体基板を成長さ
せる方法の一実施の形態である各工程において得られる
窒化物半導体ウェーハの構造を示す模式的断面図であ
る。

【図７】本発明の一実施の形態に係る窒化物半導体レー
ザ素子の模式的断面図である。

【図８】本発明の一実施の形態に係る窒化物半導体レー
ザ素子の模式的断面図である。

【図９】実施例３でリッジ形状のストライプを形成する
方法の各工程を説明するための、各工程においてそれぞ
れ得られるウェーハの部分的な構造を示す模式断面図で
ある。

【図１０】本発明の一実施の形態に係る窒化物半導体レ
ーザ素子の模式的断面図である。

【符号の説明】

１・・・・基板２・・・・第１の窒化物半導体３、４・・・・保護膜５・・・・第２の窒化物半導体（窒化物半導体基板）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】窒化物半導体基板上に、少なくともｎ側
窒化物半導体層、活性層及びｐ側窒化物半導体層を順に
積層し、ｐ側窒化物半導体層側からエッチングして形成
されたリッジ形状のストライプを有し、ストライプ上に
ｐ電極が形成された窒化物半導体レーザ素子であって、
前記窒化物半導体基板が、５０〜３００μｍの膜厚であ
り、前記共振面が、ストライプ長さ方向に対して垂直な
方向にｐ側窒化物半導体層側からエッジスクライブした
後にブレーキングによって劈開して形成された劈開面で
あることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項２】前記窒化物半導体基板のｐ電極を有して
いない側の窒化物半導体基板の全面に、ｎ電極が形成さ
れてなることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導
体レーザ素子。
【請求項３】前記窒化物半導体基板が、窒化物半導体
と異なる材料よりなる異種基板の上に、窒化物半導体を
成長させた後、該窒化物半導体の縦方向の成長を抑え、
窒化物半導体を横方向のみに成長させ、続いて、縦及び
横方向に成長させて形成されてなることを特徴とする請
求項１又は２に記載の窒化物半導体レーザ素子。