JPH08191171A - Nitride semiconductor laser element - Google Patents
Nitride semiconductor laser elementInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は窒化物半導体（ＩｎXＡ
ｌYＧａ1-X-YＮ、０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）よりなるレ
ーザ素子に関する。The present invention relates to a nitride semiconductor (In X A
l Y Ga 1-XY N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1).
【０００２】[0002]
【従来の技術】窒化物半導体はバンドギャップが１．９
５ｅＶ〜６．０ｅＶまであり、直接遷移型の材料である
ので、紫外〜赤色までの半導体レーザ素子の材料として
従来より注目されていた。最近、窒化物半導体でダブル
へテロ構造の青色ＬＥＤが実用化されたことにより、次
なる目標として窒化物半導体を用いた青色レーザ素子の
研究が活発に行われるようになった。2. Description of the Related Art Nitride semiconductors have a band gap of 1.9.
Since it is a direct transition type material having a voltage of 5 eV to 6.0 eV, it has been attracting attention as a material for semiconductor laser devices of ultraviolet to red colors. Recently, a blue LED having a double-hetero structure made of a nitride semiconductor has been put into practical use, and as a next goal, research on a blue laser device using a nitride semiconductor has been actively conducted.
【０００３】レーザ素子では半導体層に光共振面を形成
する必要がある。従来のＧａＡｓ系の化合物半導体より
なる赤外域に発振する半導体レーザは結晶の性質上、劈
開性を有しており、その劈開面がレーザ素子の光共振面
とされている。In the laser device, it is necessary to form an optical resonance surface in the semiconductor layer. A conventional semiconductor laser made of a GaAs-based compound semiconductor that oscillates in the infrared region has a cleavability due to the crystal property, and the cleaved surface is the optical resonance plane of the laser element.
【０００４】一方、窒化物半導体は六方晶系という結晶
の性質上劈開性を有していない。従って、窒化物半導体
でレーザ素子を作製する場合、劈開面を反射鏡として光
共振面ができないのでレーザ発振まで至らなかった。On the other hand, the nitride semiconductor does not have a cleavability due to the crystal property of hexagonal system. Therefore, when a laser device is made of a nitride semiconductor, laser oscillation cannot be achieved because an optical resonance surface cannot be formed by using the cleavage plane as a reflecting mirror.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】現在、紫外〜緑色の短
波長半導体レーザはＺｎＳｅ系半導体でしか確認されて
おらず、その半導体レーザは現在のところ寿命が数分し
かない。一方、窒化物半導体は前記のようにダブルへテ
ロ構造のＬＥＤまで実現されており、この構造を用いれ
ばＺｎＳｅと比較してレーザが早期に実現できる可能性
が高い。従って本発明はこのような事情を鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは窒化物半導体
を用いてレーザ素子を実現するにあたり、まず反射鏡と
なる適切な光共振面を形成することにより、レーザ発振
が可能となるレーザ素子を提供することにある。At present, ultraviolet to green short-wavelength semiconductor lasers have been confirmed only for ZnSe-based semiconductors, and the semiconductor lasers have a lifetime of only several minutes at present. On the other hand, a nitride semiconductor has been realized up to an LED having a double hetero structure as described above, and if this structure is used, there is a high possibility that a laser can be realized earlier as compared with ZnSe. Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to form an appropriate optical resonance surface to be a reflecting mirror in realizing a laser device using a nitride semiconductor. Accordingly, it is to provide a laser element capable of laser oscillation.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】我々は窒化物半導体レー
ザ素子を実現するにあたり、従来では十分な反射率が得
られなかった窒化物半導体層の光共振面に、さらに誘電
体多層膜を形成して反射率を高めることにより、窒化物
半導体層にレーザ発振が起こり得ることを新規に見いだ
し本発明を成すに至った。即ち、本発明の窒化物半導体
レーザ素子は、基板上に窒化物半導体（ＩｎXＡｌYＧａ
1-X-YＮ、０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）が積層されてなる
レーザ素子であって、そのレーザ素子の光共振面の少な
くとも一方に誘電体多層膜が形成されていることを特徴
とする。In order to realize a nitride semiconductor laser device, we have further formed a dielectric multilayer film on the optical resonance surface of a nitride semiconductor layer, which has not been able to obtain a sufficient reflectance in the past. It has been newly found that laser oscillation can occur in the nitride semiconductor layer by increasing the reflectivity to achieve the present invention. That is, the nitride semiconductor laser device of the present invention is a nitride semiconductor (In X Al Y Ga) substrate.
1-XY N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1) are laminated, and a dielectric multilayer film is formed on at least one of the optical resonance surfaces of the laser device. Characterize.
【０００７】誘電体多層膜は基本的に互いに反射率の異
なる無機材料を交互に積層してなり、例えばλ／４ｎ
（λ：波長、ｎ：屈折率）の厚さで交互に積層すること
により反射率を変化させることができる。誘電体多層膜
の各薄膜の種類、厚さ等は発振させようとするレーザ素
子の波長に応じてそれらの無機材料を適宜選択すること
により設計可能である。例えばその無機材料には、高屈
折率側の薄膜材料としてＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＨｆＯ2、
Ｓｃ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、Ｔｈ
Ｏ2の内の少なくとも一種類が選択でき、低屈折率側の
薄膜材料としてＳｉＯ2、ＴｈＦ4、ＬａＦ3、ＭｇＦ2、
ＬｉＦ、ＮａＦ、Ｎａ3ＡｌＦ6の内の少なくとも一種類
が選択でき、これら高屈折率側の薄膜材料と、低屈折率
側の薄膜材料とを適宜組み合わせ、発振する波長に応じ
て数十オングストローム〜数μｍの厚さで数層〜数十層
積層することにより誘電体多層膜を形成することができ
る。The dielectric multi-layered film is basically formed by alternately laminating inorganic materials having different reflectances, for example, λ / 4n.
The reflectance can be changed by alternately stacking the layers with a thickness of (λ: wavelength, n: refractive index). The type, thickness, etc. of each thin film of the dielectric multilayer film can be designed by appropriately selecting those inorganic materials according to the wavelength of the laser element to be oscillated. For example, as the inorganic material, TiO 2 , ZrO 2 , HfO 2 ,
Sc 2 O 3 , Y 2 O 3 , MgO, Al 2 O 3 , Si 3 N 4 , Th
At least one kind of O 2 can be selected, and SiO 2 , ThF 4 , LaF 3 , MgF 2 ,
At least one of LiF, NaF, and Na 3 AlF 6 can be selected, and a thin film material on the high refractive index side and a thin film material on the low refractive index side are appropriately combined, and several tens of angstroms depending on the wavelength of oscillation. A dielectric multilayer film can be formed by laminating several layers to several tens of layers with a thickness of several μm.
【０００８】次に本発明の第二は、基板上に窒化物半導
体が積層されてなるレーザ素子の発光波長が３６０ｎｍ
〜４６０ｎｍの範囲にあり、さらに光共振面に形成され
た前記誘電体多層膜がＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2より
なる群から選択された少なくとも二種類以上の薄膜を積
層した多層膜であることを特徴とする。つまり、窒化物
半導体で３６０ｎｍ〜４６０ｎｍに発振するレーザ素子
を実現した場合、その光共振面に形成する誘電体多層膜
は、特にＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2より選択された少
なくとも２種類以上が最も適している。なぜなら前記３
種類の酸化物は３６０ｎｍ〜４６０ｎｍの範囲で光吸収
が少なく、窒化物半導体と非常に良く密着して剥がれる
こともない。さらに前記波長の光が連続的に長時間照射
されても劣化することがなく、さらに好ましいことにレ
ーザ素子の発熱に対して非常に耐熱性に優れているから
である。Next, according to the second aspect of the present invention, the emission wavelength of a laser element in which a nitride semiconductor is laminated on a substrate is 360 nm.
To 460 nm, and the dielectric multilayer film formed on the optical resonance surface is a multilayer film in which at least two kinds of thin films selected from the group consisting of SiO 2 , TiO 2 , and ZrO 2 are laminated. Is characterized by. That is, when a laser device that oscillates in a wavelength range of 360 nm to 460 nm is realized with a nitride semiconductor, the dielectric multilayer film formed on the optical resonance surface is at least two kinds selected from SiO 2 , TiO 2 , and ZrO 2. Most suitable. Because 3
The oxides of the kind have little light absorption in the range of 360 nm to 460 nm, and they adhere to the nitride semiconductor very well and do not peel off. Further, it is not deteriorated even if the light of the above wavelength is continuously irradiated for a long time, and more preferably, it is excellent in heat resistance against heat generation of the laser element.
【０００９】誘電体多層膜は例えば、蒸着、スパッタ等
の気相製膜技術を用いて形成することができる。またそ
の他、上記化合物を含む溶媒にレーザ素子を浸漬（ディ
ッピング）した後、乾燥するという操作を繰り返して形
成することも可能である。例えばＳｉＯ2とＺｒＯ2より
なる誘電体多層膜を形成する場合、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2を
蒸着、スパッタ等の気相製膜技術で形成する他、Ｓｉを
含む有機金属化合物の溶媒にレーザ素子を浸漬した後、
乾燥し、酸素雰囲気でベーキングして酸化物とし、次に
Ｚｒを含む有機金属化合物の溶媒にレーザ素子を浸漬
し、乾燥した後、ベーキングして酸化物とする操作を繰
り返すことにより誘電体多層膜を製膜可能である。但し
好ましく膜厚制御の面で気相製膜技術を用いる方がよ
い。The dielectric multilayer film can be formed by using a vapor phase film forming technique such as vapor deposition or sputtering. In addition, it is also possible to form by repeating the operation of dipping the laser element in a solvent containing the above compound and then drying. For example, when forming a dielectric multilayer film made of SiO 2 and ZrO 2, deposited SiO 2, ZrO 2, other to form a vapor phase film forming technique such as sputtering, a laser element in a solvent an organometallic compound containing Si After soaking
A dielectric multilayer film is formed by repeating the steps of drying, baking in an oxygen atmosphere to form an oxide, then immersing the laser element in a solvent of an organometallic compound containing Zr, drying, and baking to form an oxide. Can be formed into a film. However, it is preferable to use the vapor phase film forming technique from the viewpoint of controlling the film thickness.
【００１０】基板の上に積層する窒化物半導体構造はダ
ブルへテロ構造であればよく、例えば基板上に、ｎ型コ
ンタクト層、ｎ型クラッド層、活性層、ｐ型クラッド
層、ｐ型コンタクト層を順に積層した構造で実現可能で
ある。基板にはサファイア（Ｃ面、Ａ面、Ｒ面も含
む。）、ＳｉＣ（４Ｈ、６Ｈも含む。）、ＺｎＯ、Ｇａ
Ａｓ、Ｓｉ等が使用でき、好ましくはサファイアあるい
はＳｉＣを用いる。ｎ型コンタクト層としてはＧａＮ、
ＡｌＧａＮ等の二元混晶、または三元混晶の半導体層が
結晶性の良いものが得られる。特にＧａＮとすると電極
材料と好ましいオーミックが得られる。但し、ｎ型とす
るには半導体層にＳｉ、Ｇｅ、Ｓ等のドナー不純物をド
ープする。次のｎ型クラッド層は活性層よりもバンドギ
ャップが大きい窒化物半導体であれば良く、例えばＡｌ
ＧａＮが好ましい。次の活性層はノンドープのｎ型Ｉｎ
ＧａＮとすると、およそ６３５ｎｍ〜３６５ｎｍ付近の
バンド間発光が得られる。好ましくはインジウムのモル
比をガリウムに対して半分以下にしたｎ型ＩｎＧａＮが
結晶性が良く、レーザ素子の寿命が長い。次のｐ型クラ
ッド層はｎ型クラッド層と同じく活性層よりもバンドギ
ャップの大きい窒化物半導体であれば良く、例えばＡｌ
ＧａＮが好ましい。またｐ型とするにはＺｎ、Ｍｇ、Ｃ
ｄ等のII族元素、Ｃ（カーボン）等より構成されるアク
セプター不純物を半導体層にドープする。またドープ
後、さらに低抵抗なｐ型にする目的で４００℃以上でア
ニーリングを行っても良い。次のｐ型コンタクト層はｎ
型コンタクト層と同じくＧａＮ、ＡｌＧａＮ等の二元混
晶、または三元混晶の半導体層が結晶性の良いものが得
られる。特にＧａＮとすると電極材料と好ましいオーミ
ックが得られる。さらに前記レーザ素子の構造におい
て、活性層を数十オングストロームの膜厚で３層以上積
層した多層膜、つまり多重量子井戸構造としてもよい。
さらにまた各窒化物半導体層の界面を格子整合させるた
め、各層のIII族元素のモル比を調整して四元混晶（Ｉ
ｎＡｌＧａＮ）の窒化物半導体とすることもできるが、
一般的には三元混晶、二元混晶の方が結晶性に優れてい
る。特に好ましくは、活性層の膜厚を３００オングスト
ロームよりも薄くすると共に、その活性層とｎ型クラッ
ド層との間、および／または前記活性層とｐ型クラッド
層との間に、活性層よりもバンドギャップが大きいｎ型
またはｐ型のＩｎＧａＮ層を挟むことにより、活性層と
クラッド層との界面からくる歪で、活性層を弾性的に変
形するようにすると、歪量子井戸構造のレーザ素子が実
現されるので、さらにレーザ発振が容易となる。The nitride semiconductor structure laminated on the substrate may be a double hetero structure. For example, an n-type contact layer, an n-type clad layer, an active layer, a p-type clad layer and a p-type contact layer are formed on the substrate. This can be realized by a structure in which The substrate includes sapphire (including C-plane, A-plane and R-plane), SiC (including 4H and 6H), ZnO, Ga.
As, Si or the like can be used, and preferably sapphire or SiC is used. GaN as the n-type contact layer,
A binary mixed crystal or ternary mixed crystal semiconductor layer such as AlGaN having good crystallinity can be obtained. Especially when GaN is used, a preferable ohmic contact with the electrode material can be obtained. However, to make it n-type, the semiconductor layer is doped with a donor impurity such as Si, Ge, or S. The next n-type clad layer may be a nitride semiconductor having a band gap larger than that of the active layer.
GaN is preferred. The next active layer is undoped n-type In
In the case of GaN, interband emission around 635 nm to 365 nm can be obtained. Preferably, n-type InGaN in which the molar ratio of indium is less than half that of gallium has good crystallinity and the life of the laser element is long. The next p-type clad layer may be a nitride semiconductor having a bandgap larger than that of the active layer, like the n-type clad layer.
GaN is preferred. Moreover, Zn, Mg, and C are used to make them p-type
The semiconductor layer is doped with an acceptor impurity composed of a group II element such as d or C (carbon). Further, after the doping, annealing may be performed at 400 ° C. or higher for the purpose of making the resistance p-type even lower. The next p-type contact layer is n
Similar to the type contact layer, a semiconductor layer of a binary mixed crystal of GaN, AlGaN, or the like, or a ternary mixed crystal of good crystallinity can be obtained. Especially when GaN is used, a preferable ohmic contact with the electrode material can be obtained. Further, in the structure of the laser device, a multi-layer film in which three or more active layers are stacked with a film thickness of several tens of angstroms, that is, a multi-quantum well structure may be used.
Furthermore, in order to make the interface of each nitride semiconductor layer lattice-matched, the quaternary mixed crystal (I
nAlGaN) nitride semiconductor,
Generally, a ternary mixed crystal and a binary mixed crystal are superior in crystallinity. Particularly preferably, the thickness of the active layer is made thinner than 300 angstroms, and between the active layer and the n-type clad layer and / or between the active layer and the p-type clad layer, it is more preferable than the active layer. When an n-type or p-type InGaN layer having a large band gap is sandwiched so that the active layer is elastically deformed by the strain from the interface between the active layer and the clad layer, a laser device having a strained quantum well structure is obtained. Since it is realized, laser oscillation becomes easier.
【００１１】次に本発明の第三と第四について説明す
る。前記のように窒化物半導体層は劈開性を有していな
いので、劈開面を光共振面とすることは困難である。し
かしなら、劈開面に近いような状態、つまり基板面に対
し垂直で、鏡面に近い面を形成することにより、光共振
面に近い状態とすることは可能である。その一つとし
て、第三の本発明のレーザ素子は、窒化物半導体がサフ
ァイア基板の［０００１］面（以下、Ｃ面という。）の
表面に積層されてなり、さらに前記光共振面は、そのサ
ファイア基板が数１、数２、数３、数４、数５、数６面
（以下、数１面〜数６面をまとめてＭ面という。）の内
のいずれかの面方位で割られた窒化物半導体面であり、
その共振面に誘電体多層膜が形成されていることを特徴
とする。つまり、サファイア基板の表面にレーザ素子の
構造となるように積層された窒化物半導体ウェーハを基
板の特定の面方位で割ることにより、できるだけ劈開面
に近いような光共振面を得る。サファイアと共に割られ
た窒化物半導体面は完全な劈開面ではないので光損失が
多い。そこでその窒化物半導体面を光損失のほとんどな
い完全な光共振面とするため、さらに誘電体多層膜を形
成したものである。Next, the third and fourth aspects of the present invention will be described. As described above, since the nitride semiconductor layer does not have a cleavage property, it is difficult to make the cleavage surface an optical resonance surface. However, in this case, it is possible to obtain a state close to the cleavage plane, that is, by forming a plane that is perpendicular to the substrate surface and is close to the mirror surface, so as to be close to the optical resonance surface. As one of them, in the laser device of the third aspect of the present invention, a nitride semiconductor is laminated on the surface of the [0001] plane (hereinafter referred to as the C plane) of the sapphire substrate, and the optical resonance plane is The sapphire substrate is divided by any of the plane orientations of the number 1, the number 2, the number 3, the number 4, the number 5, and the number 6 faces (hereinafter, the numbers 1 to 6 are collectively referred to as the M face). The nitride semiconductor surface,
A dielectric multilayer film is formed on the resonance surface. That is, by dividing the nitride semiconductor wafer laminated on the surface of the sapphire substrate so as to have the structure of the laser device by a specific plane orientation of the substrate, an optical resonance plane as close to the cleavage plane as possible is obtained. Since the nitride semiconductor surface that is split with sapphire is not a perfect cleavage plane, there are many optical losses. Therefore, in order to make the nitride semiconductor surface a perfect optical resonance surface with almost no optical loss, a dielectric multilayer film is further formed.
【００１２】図１にサファイア単結晶の面方位を表すユ
ニットセル図を示す。本発明のレーザ素子を構成する窒
化物半導体は、このユニットセル図に示すようなサファ
イア基板のＣ面に積層されて、Ｃ軸方向に配向されてい
る。また、サファイア基板のＣ面とは［０００１］面に
完全に一致していることはいうまでもなく、［０００
１］面よりおよそ±１０゜以内の範囲でオフ角を有する
Ｃ面であっても本発明の範囲に含まれるものとする。第
３の本発明のレーザ素子はユニットセル図のＭ面、つま
り、斜線部に示すような６角柱の側面でサファイアを割
った際にできる窒化物半導体層の分割面を光共振面とし
ている。FIG. 1 shows a unit cell diagram showing the plane orientation of a sapphire single crystal. The nitride semiconductor constituting the laser device of the present invention is laminated on the C surface of the sapphire substrate as shown in this unit cell diagram and oriented in the C axis direction. Needless to say, the C-plane of the sapphire substrate completely matches the [0001] plane.
A C-plane having an off angle within a range of about ± 10 ° from the 1] plane is included in the scope of the present invention. In the laser device of the third aspect of the present invention, the M-plane of the unit cell diagram, that is, the split surface of the nitride semiconductor layer formed when the sapphire is divided by the side surface of the hexagonal column as shown by the hatched portion is the optical resonance surface.
【００１３】図２に本発明に係る一レーザ素子の斜視図
を示し、図３に図２のレーザ素子をストライプ電極に垂
直な方向で切断した際の断面図を示す。このレーザ素子
はメサストライプ型の構造を示しており、サファイア基
板１のＣ面上にＧａＮよりなるバッファ層２、Ｓｉドー
プｎ型ＧａＮよりなるｎ型コンタクト層３、Ｓｉドープ
ｎ型ＡｌＧａＮよりなるｎ型クラッド層４、Ｓｉドープ
ｎ型ＩｎＧａＮよりなる第二のｎ型クラッド層５、ノン
ドープＩｎＧａＮよりなる活性層６、Ｍｇドープｐ型Ａ
ｌＧａＮよりなるｐ型クラッド層７、Ｍｇドープｐ型Ｇ
ａＮよりなるｐ型コンタクト層８とが積層されたダブル
へテロ構造を有している。さらにｐ型コンタクト層８の
表面にストライプ状の正電極１２と、ｎ型コンタクト層
３の表面に同じくストライプ状の負電極１１が形成され
ている。FIG. 2 shows a perspective view of one laser device according to the present invention, and FIG. 3 shows a cross-sectional view of the laser device of FIG. 2 cut in a direction perpendicular to the stripe electrodes. This laser element has a mesa stripe type structure, in which a buffer layer 2 made of GaN, an n-type contact layer 3 made of Si-doped n-type GaN, and an n-type made of Si-doped n-type AlGaN are provided on the C plane of a sapphire substrate 1. -Type cladding layer 4, second n-type cladding layer 5 made of Si-doped n-type InGaN, active layer 6 made of non-doped InGaN, Mg-doped p-type A
p-type cladding layer 7 made of lGaN, Mg-doped p-type G
It has a double hetero structure in which a p-type contact layer 8 made of aN is laminated. Further, a striped positive electrode 12 is formed on the surface of the p-type contact layer 8, and a striped negative electrode 11 is formed on the surface of the n-type contact layer 3.
【００１４】このレーザ素子はサファイア基板のＭ面で
割られた対向する窒化物半導体面を基本的には光共振面
としており、さらにこの面を完全な光共振面とするため
に、この窒化物半導体面とサファイア基板とに亙って、
ＳｉＯ2とＴｉＯ2とがそれぞれ１０層ずつ交互に積層さ
れてなる誘電体多層膜２０が形成されている。誘電体多
層膜２０は対向した窒化物半導体層の表面にそれぞれ形
成されており、活性層の発光はこの誘電体多層膜２０で
反射されて完全な光共振面となる。なお、サファイアを
Ｍ面で割った場合、窒化物半導体の光共振面は六方晶系
のThis laser device basically uses the opposed nitride semiconductor surface divided by the M surface of the sapphire substrate as an optical resonance surface, and further, in order to make this surface a complete optical resonance surface, this nitride is used. Over the semiconductor surface and the sapphire substrate,
A dielectric multilayer film 20 is formed by alternately stacking 10 layers of SiO 2 and 10 layers of TiO 2 . The dielectric multilayer films 20 are respectively formed on the surfaces of the nitride semiconductor layers facing each other, and the light emitted from the active layer is reflected by the dielectric multilayer films 20 to form a complete optical resonance surface. When sapphire is divided by the M plane, the optical resonance plane of the nitride semiconductor has a hexagonal system.
【数７】 面となることが多い。(Equation 7) Often becomes a face.
【００１５】ウェーハを割る手段として例えばスクライ
バー、またはダイサーを用いることができる。スクライ
バーを用いた場合、窒化物半導体が積層された面と反対
側のサファイア基板をスクライブするのであるが、スク
ライブする前にそのサファイア基板を１５０μｍ以下、
さらに好ましくは１００μｍ以下の厚さに研磨して薄く
することが望ましい。基板を１５０μｍ以下に研磨して
薄くすることにより、Ｍ面から割れるように形成したス
クライブラインからウェーハを割る際に、スクライブラ
インより真っ直ぐに割れ易くなり、割れた窒化物半導体
層面が光共振面に近くなる。一方、ダイサーで割る場合
には、同じく窒化物半導体が積層されていないサファイ
ア基板側をハーフカットした後、ウェーハを圧し割るこ
とにより光共振面を形成できる。ダイサーによるハーフ
カット、スクライバーでウェーハを割る際には前記のよ
うにサファイア基板の厚さを１５０μｍ以下にすること
により、窒化物半導体層が基板に対して垂直に割れやす
くなり、光共振面となる傾向にある。As a means for breaking the wafer, a scriber or a dicer can be used. When a scriber is used, the sapphire substrate on the side opposite to the surface on which the nitride semiconductor is laminated is scribed. Before the scribe, the sapphire substrate is 150 μm or less,
More preferably, it is desirable to reduce the thickness by polishing to a thickness of 100 μm or less. By polishing the substrate to a thickness of 150 μm or less to make it thinner, when a wafer is broken from a scribe line formed so as to be cracked from the M-face, it becomes easier to break straight from the scribe line, and the broken nitride semiconductor layer surface becomes an optical resonance surface. Get closer. On the other hand, in the case of dicing with a dicer, the optical resonance surface can be formed by half-cutting the side of the sapphire substrate on which the nitride semiconductor is not laminated and then pressing and dividing the wafer. When the thickness of the sapphire substrate is set to 150 μm or less when the wafer is divided by half-cutting with a dicer and the scriber, the nitride semiconductor layer is easily broken vertically to the substrate and becomes an optical resonance surface. There is a tendency.
【００１６】次に第四の本発明のレーザ素子は、基板に
対してほぼ垂直にエッチングされた窒化物半導体の端面
が光共振面であり、この垂直にエッチングされた窒化物
半導体面に誘電体多層膜が形成されていることを特徴と
する。つまりこのレーザ素子も第三のレーザ素子と同じ
く、エッチングのみでは光損失の多い共振面しか得るこ
とができないので、光損失のほとんどない完全な光共振
面を得るため、さらに窒化物半導体のエッチング面の表
面に活性層の波長を反射する誘電体多層膜を形成して、
エッチング面を完全な光共振面としているのである。Next, in the laser device according to the fourth aspect of the present invention, the end surface of the nitride semiconductor that is etched substantially perpendicularly to the substrate is the optical resonance surface, and the nitride semiconductor surface that has been vertically etched has a dielectric. It is characterized in that a multilayer film is formed. In other words, this laser element, like the third laser element, can only obtain a resonant surface with a large optical loss by etching alone. Therefore, in order to obtain a complete optical resonant surface with almost no optical loss, the etching surface of the nitride semiconductor is further reduced. Form a dielectric multilayer film that reflects the wavelength of the active layer on the surface of
The etching surface is a perfect optical resonance surface.
【００１７】エッチングされた窒化物半導体層を光共振
面とするレーザ素子は特に図示しないが、例えば図２に
おいて、誘電体多層膜２０を形成している面が、窒化物
半導体層側からエッチングした際のその窒化物半導体の
端面であっても、同一図となるので省略する。なおエッ
チングで光共振面を形成する場合、窒化物半導体が積層
される基板は特にサファイアでなくでもよく、前記のよ
うにＳｉＣ、ＺｎＯ等の材料でもよいことはいうまでも
ない。Although the laser device using the etched nitride semiconductor layer as an optical resonance surface is not particularly shown, for example, in FIG. 2, the surface on which the dielectric multilayer film 20 is formed is etched from the nitride semiconductor layer side. The end face of the nitride semiconductor at that time is also the same as the figure, and is omitted. When the optical resonance surface is formed by etching, it goes without saying that the substrate on which the nitride semiconductor is laminated need not be sapphire and may be a material such as SiC or ZnO as described above.
【００１８】第四のレーザ素子の光共振面は、積層され
た窒化物半導体層の最表面に所定のマスクを形成した
後、エッチングすることで形成可能である。エッチング
手段としては、ドライエッチング、ウェットエッチング
両方の手段があるが、窒化物半導体の端面を垂直にエッ
チングするにはドライエッチングが好ましい。ドライエ
ッチングでは例えば、反応性イオンエッチング、イオン
ミリング、イオンビームアシストエッチング、集束イオ
ンビームエッチング等の手段を用いることができる。The optical resonance surface of the fourth laser element can be formed by forming a predetermined mask on the outermost surface of the laminated nitride semiconductor layers and then etching the mask. As the etching means, there are both dry etching and wet etching, but dry etching is preferable for vertically etching the end face of the nitride semiconductor. In dry etching, for example, reactive ion etching, ion milling, ion beam assisted etching, focused ion beam etching, or the like can be used.
【００１９】レーザ素子の具体的な構造を挙げると、利
得導波型ストライプ型レーザとしては、電極ストライプ
型、メサストライプ型、ヘテロアイソレーション型等を
挙げることができる。またその他、作りつけ導波機構を
もつストライプ型レーザとして、埋め込みヘテロ型、Ｃ
ＳＰ型、リブガイド型等を挙げることができる。これら
の構造のレーザ素子に導波路として通常数μｍから２０
μｍ程度の幅の電極を最上層（上記構造の例ではｐ型コ
ンタクト層）に形成し、このストライプに沿って発振を
起こさせる。発振するための光共振面には、例えばこの
ストライプに垂直な方向の窒化物半導体層表面に形成さ
れる。またこの他、面発光型のレーザを作製した場合、
光共振面は窒化物半導体層中に形成されるが、本発明の
レーザ素子では、面発光レーザの光共振面の少なくとも
一方に前記した誘電体多層膜を形成することも可能であ
る。As a specific structure of the laser element, the gain waveguide type stripe laser can be an electrode stripe type, a mesa stripe type, a hetero isolation type or the like. Besides, as a stripe type laser having a built-in waveguide mechanism, a buried hetero type, C
Examples include SP type and rib guide type. A laser device having these structures usually has a waveguide of several μm to 20 μm.
An electrode having a width of about μm is formed on the uppermost layer (p-type contact layer in the example of the above structure), and oscillation is caused along this stripe. The optical resonance surface for oscillation is formed, for example, on the surface of the nitride semiconductor layer in the direction perpendicular to the stripe. In addition, when a surface emitting laser is manufactured,
The optical resonance surface is formed in the nitride semiconductor layer, but in the laser device of the present invention, it is possible to form the dielectric multilayer film on at least one of the optical resonance surfaces of the surface emitting laser.
【００２０】[0020]
【作用】窒化物半導体という劈開性のない半導体材料を
用いてレーザ素子を実現する際、最初に述べたように反
射鏡となる光共振面を形成することが非常に重要であ
る。本発明では窒化物半導体層の光共振面に誘電体多層
膜が形成されているので、誘電体多層膜により光損失が
少なく優れた反射鏡として作用する。また前述した誘電
体多層膜は光共振面の両方に形成することについて説明
しているが、いずれか一方に形成しても、レーザ発振は
可能である。例えば、光共振面の片方に誘電体多層膜を
形成し、もう片方に金属薄膜よりなる反射鏡を形成する
こともできる。When a laser device is realized by using a nitride semiconductor, which is a non-cleavable semiconductor material, it is very important to form an optical resonance surface to be a reflecting mirror as described at the beginning. In the present invention, since the dielectric multi-layer film is formed on the optical resonance surface of the nitride semiconductor layer, the dielectric multi-layer film serves as an excellent reflecting mirror with little optical loss. Further, although it has been described that the above-mentioned dielectric multilayer film is formed on both of the optical resonance planes, laser oscillation is possible even if formed on either one of them. For example, a dielectric multilayer film may be formed on one side of the optical resonance surface, and a reflecting mirror made of a metal thin film may be formed on the other side.
【００２１】さらに、その窒化物半導体レーザの発振波
長が３６０ｎｍ〜４６０ｎｍの領域にある場合、光共振
面にＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2よりなる群から選択さ
れた少なくとも二種類以上の薄膜が積層された誘電体多
層膜を形成することにより、世界で初めて短波長領域の
レーザ素子が実現できる。しかも、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、
ＺｒＯ2の材料は窒化物半導体と非常に良く密着して剥
がれることもなく、前記短波長の光が連続的に長時間照
射されても劣化することがなく、さらに好ましいことに
レーザ素子の発熱に対して非常に耐熱性に優れているの
で、室温において長時間の連続発振可能となる。Further, when the oscillation wavelength of the nitride semiconductor laser is in the range of 360 nm to 460 nm, at least two kinds of thin films selected from the group consisting of SiO 2 , TiO 2 and ZrO 2 are laminated on the optical resonance surface. By forming such a dielectric multilayer film, a laser device in the short wavelength region can be realized for the first time in the world. Moreover, SiO 2 , TiO 2 ,
The material of ZrO 2 adheres very well to the nitride semiconductor and does not peel off, and does not deteriorate even when continuously irradiated with the light of the short wavelength for a long time. On the other hand, since it has very high heat resistance, continuous oscillation is possible for a long time at room temperature.
【００２２】また、サファイアのＣ面に窒化物半導体を
積層したレーザ素子において、基板となるサファイア単
結晶は窒化ガリウム系化合物半導体と異なり結晶性が非
常に良く、図１に示すようにほぼ正確な六方晶系を有し
ている。一方、窒化物半導体は六方晶系といえどもサフ
ァイア基板の上に必ずしも基板と一致した結晶形で積層
されるわけではない。しかしサファイアの結晶系が安定
しているならば、安定したサファイアの方でウェーハを
割ってやることにより、窒化物半導体を安定して割れ易
くすることが可能となり、あたかも窒化ガリウム系化合
物半導体で劈開面を形成したかのような状態にできるの
である。特に、図１の斜線部で示すようにサファイアの
Ｍ面は必ず対向するもう一方のＭ面を有しているため、
それらのＭ面でウェーハを割ることによって対向する光
共振面が形成される。この共振面にさらに誘電体多層膜
が形成されると、完全な反射鏡ができるので窒化物半導
体は容易にレーザ発振する。Further, in the laser device in which the nitride semiconductor is laminated on the C-plane of sapphire, the sapphire single crystal as the substrate has very good crystallinity unlike the gallium nitride-based compound semiconductor, and as shown in FIG. It has a hexagonal system. On the other hand, the nitride semiconductor is not necessarily laminated on the sapphire substrate even in the hexagonal system in a crystal form matching the substrate. However, if the crystal system of sapphire is stable, it is possible to make the nitride semiconductor stable and easy to crack by breaking the wafer with stable sapphire, as if cleaved with a gallium nitride compound semiconductor. The surface can be formed as if it had been formed. In particular, as shown by the shaded area in FIG. 1, the M-plane of sapphire always has the opposite M-plane,
Opposing optical resonating planes are formed by dividing the wafer at these M planes. When a dielectric multilayer film is further formed on this resonance surface, a perfect reflecting mirror can be formed, so that the nitride semiconductor easily lases.
【００２３】同様に、エッチングにより窒化物半導体層
に垂直な端面を形成し、その端面を光共振面としても、
反射鏡としては未だ不十分であるので、その端面に誘電
体多層膜を形成しすることにより、光を完全に閉じこめ
られるので窒化物半導体が容易にレーザ発振する。Similarly, if an end face perpendicular to the nitride semiconductor layer is formed by etching and the end face is used as an optical resonance surface,
Since it is still insufficient as a reflecting mirror, by forming a dielectric multi-layer film on the end face of the reflecting mirror, light can be completely confined, and the nitride semiconductor easily oscillates.
【００２４】[0024]
［実施例１］図２および図３を用いて実施例１を説明す
る。まず、厚さ３５０μｍのサファイア基板１上に、Ｇ
ａＮよりなるバッファ層２を２００オングストローム、
Ｓｉドープｎ型ＧａＮよりなるｎ型コンタクト層３を５
μｍ、Ｓｉドープｎ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎよりなるｎ型ク
ラッド層４を０．１μｍ、Ｓｉドープｎ型Ｉｎ0.01Ｇａ
0.99Ｎよりなる第二のｎ型クラッド層５を５００オング
ストローム、ノンドープＩｎ0.08Ｇａ0.92Ｎよりなる活
性層６を１００オングストローム、Ｍｇドープｐ型Ａｌ
0.3Ｇａ0.7Ｎよりなるｐ型クラッド層７を０．１μｍ、
Ｍｇドープｐ型ＧａＮよりなるｐ型コンタクト層８を
０．５μｍの膜厚で順に成長させたウェーハを用意す
る。[Embodiment 1] Embodiment 1 will be described with reference to FIGS. First, on the sapphire substrate 1 having a thickness of 350 μm, G
The buffer layer 2 made of aN has a thickness of 200 angstroms,
The n-type contact layer 3 made of Si-doped n-type GaN is 5
μm, an n-type cladding layer 4 made of Si-doped n-type Al0.3Ga0.7N, 0.1 μm, Si-doped n-type In0.01Ga
The second n-type cladding layer 5 made of 0.99N has a thickness of 500 angstroms, the active layer 6 made of undoped In0.08Ga0.92N has a thickness of 100 angstroms, and Mg-doped p-type Al.
The p-type cladding layer 7 made of 0.3 Ga0.7 N is 0.1 μm,
A wafer is prepared in which a p-type contact layer 8 made of Mg-doped p-type GaN is sequentially grown to a film thickness of 0.5 μm.
【００２５】次に、このウェーハのｐ型コンタクト層７
の表面に所定の形状でマスクを形成した後、ＲＩＥ（反
応性イオンエッチング）を用いて、窒化物半導体層をエ
ッチングし、ｎ型コンタクト層３を露出させる。ｎ型コ
ンタクト層３を露出させた後、ｎ型コンタクト層３には
Ｔｉ／Ａｌよりなる負電極１１を２０μｍの幅で形成
し、ｐ型コンタクト層７にはＮｉ／Ａｕよりなる正電極
１２を３μｍの幅で形成する。なお電極の形状は図２、
図３に示すようなストライプ形状とする。Next, the p-type contact layer 7 of this wafer
After forming a mask with a predetermined shape on the surface of, the nitride semiconductor layer is etched by RIE (reactive ion etching) to expose the n-type contact layer 3. After exposing the n-type contact layer 3, a negative electrode 11 made of Ti / Al is formed on the n-type contact layer 3 with a width of 20 μm, and a positive electrode 12 made of Ni / Au is formed on the p-type contact layer 7. It is formed with a width of 3 μm. The shape of the electrode is shown in FIG.
The stripe shape is as shown in FIG.
【００２６】次に、サファイア基板１の窒化物半導体層
を形成していない方の面を研磨機で８０μｍの厚さまで
研磨する。研磨後、サファイア基板の研磨面をスクライ
バーでスクライブする。スクライブ方向はストライプ電
極と直交するスクライブラインがサファイア基板のＭ面
と一致するようにし、もう一方のスクライブラインはス
トライプ電極と平行な方向とする。スクライブライン形
成後、ウェーハをローラで押し割り、レーザチップとす
る。このレーザチップは図２に示すような形状を有して
おり、ウェーハを割って露出した窒化物半導体面が光共
振面とされており、発光波長４２０ｎｍである。Next, the surface of the sapphire substrate 1 on which the nitride semiconductor layer is not formed is polished by a polishing machine to a thickness of 80 μm. After polishing, the polished surface of the sapphire substrate is scribed with a scriber. The scribe line is set so that the scribe line orthogonal to the stripe electrode is aligned with the M plane of the sapphire substrate, and the other scribe line is parallel to the stripe electrode. After forming the scribe line, the wafer is pressed by a roller to form a laser chip. This laser chip has a shape as shown in FIG. 2, the nitride semiconductor surface exposed by breaking the wafer serves as an optical resonance surface, and has an emission wavelength of 420 nm.
【００２７】次にレーザチップの電極面全体にマスクを
施したのち、スパッタ装置で露出した窒化物半導体面に
ＳｉＯ2よりなる薄膜を７５ｎｍで形成し、その上にＺ
ｒＯ2よりなる薄膜を同じく４８ｎｍで形成し、このペ
アを１０ペア積層した透明な誘電体多層膜２０を形成す
る。このようにして形成された誘電体多層膜の反射率曲
線を図４に示す。図４に示すようにＳｉＯ2とＺｒＯ2よ
りなる誘電体多層膜は３８０ｎｍ〜４５０ｎｍ付近の波
長を１００％反射できる。Next, after masking the entire electrode surface of the laser chip, a thin film of SiO 2 having a thickness of 75 nm is formed on the surface of the nitride semiconductor exposed by the sputtering apparatus, and Z is formed thereon.
A thin film of rO 2 is also formed with a thickness of 48 nm, and 10 pairs of this pair are laminated to form a transparent dielectric multilayer film 20. The reflectance curve of the dielectric multilayer film thus formed is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the dielectric multilayer film made of SiO 2 and ZrO 2 can reflect 100% of the wavelength around 380 nm to 450 nm.
【００２８】このようにして得られたレーザ素子をヒー
トシンクに設置し、それぞれの電極をワイヤーボンドし
た後、室温でレーザ発振を試みたところ、しきい値電流
密度１．５ｋＡ／cm2で発振波長４２０ｎｍのレーザ発
振が確認され、１００時間以上の連続発振を示した。The laser device thus obtained was placed on a heat sink, and after wire-bonding the respective electrodes, laser oscillation was attempted at room temperature. The threshold current density was 1.5 kA / cm 2 , and the oscillation wavelength was A laser oscillation of 420 nm was confirmed, and continuous oscillation for 100 hours or more was shown.
【００２９】［実施例２］実施例１のレーザ素子の活性
層の組成をＩｎ0.15Ｇａ0.95Ｎとしたウェーハを用意す
る。なおこのレーザ素子の発光波長は４６０ｎｍであ
る。その後基板を研磨してストライプ状の電極を形成し
た後、ウェーハをサファイアのＭ面で割る迄は実施例１
と同様にしてレーザチップを作製する。Example 2 A wafer is prepared in which the composition of the active layer of the laser device of Example 1 is In0.15Ga0.95N. The emission wavelength of this laser element is 460 nm. After that, the substrate was polished to form a striped electrode, and then the wafer was divided by the M surface of sapphire in Example 1.
A laser chip is manufactured in the same manner as.
【００３０】次に実施例１と同じく露出した窒化物半導
体面にＳｉＯ2よりなる薄膜を８２ｎｍ、ＴｉＯ2よりな
る薄膜を３８ｎｍの膜厚で１０ペア形成する。なおＳｉ
Ｏ2とＴｉＯ2よりなる薄膜の反射率曲線は特に図示しな
いが、４６０ｎｍの反射率はほぼ１００％を示してい
る。Then, 10 pairs of a thin film made of SiO 2 having a thickness of 82 nm and a thin film made of TiO 2 having a thickness of 38 nm are formed on the exposed nitride semiconductor surface in the same manner as in Example 1. Si
The reflectance curve of the thin film made of O 2 and TiO 2 is not particularly shown, but the reflectance at 460 nm shows almost 100%.
【００３１】このようにして得られたレーザ素子を実施
例１と同様にヒートシンクに設置し、それぞれの電極を
ワイヤーボンドした後、室温でレーザ発振を試みたとこ
ろ、しきい値電流密度１．５ｋＡ／cm2で発振波長４６
０ｎｍのレーザ発振が確認され、同じく１００時間以上
の連続発振を示した。The laser device thus obtained was placed on a heat sink in the same manner as in Example 1, and after wire bonding of the respective electrodes, laser oscillation was attempted at room temperature, and a threshold current density of 1.5 kA was obtained. Oscillation wavelength of 46 / cm 2
A laser oscillation of 0 nm was confirmed, and continuous oscillation of 100 hours or more was similarly shown.
【００３２】［実施例３］実施例１のウェーハのｎ型コ
ンタクト層を露出させた後、マスクを除去し、さらにｐ
型コンタクト層の表面に所定の形状のマスク（このマス
ク形状は後に形成するストライプ状の電極と垂直、およ
び平行となるようなラインが露出している。）を形成す
る。マスク形成後ＲＩＥエッチング装置を用いＳｉＣｌ
4ガスで窒化物半導体をサファイア基板が露出するまで
エッチングする。[Embodiment 3] After exposing the n-type contact layer of the wafer of Embodiment 1, the mask is removed.
A mask having a predetermined shape is formed on the surface of the mold contact layer (the mask shape has exposed lines that are perpendicular to and parallel to the stripe-shaped electrodes to be formed later). After mask formation, use RIE etching equipment and SiCl
Etch the nitride semiconductor with 4 gas until the sapphire substrate is exposed.
【００３３】エッチング後、実施例１と同様にして正電
極、負電極を形成した後、先ほどのエッチングにより露
出したサファイア基板をスクライブまたは、ダイシング
してチップ状のレーザ素子に分離する。後は実施例１と
同様にして、電極と直交して露出した窒化物半導体面に
誘電体多層膜を形成してレーザ素子とする。このように
して得られたレーザ素子も実施例１と同じく、室温でレ
ーザ発振し、しきい値電流密度１．５ｋＡ／cm2で発振
波長４２０ｎｍのレーザ発振が確認され、１００時間以
上の連続発振を示した。After etching, a positive electrode and a negative electrode are formed in the same manner as in Example 1, and the sapphire substrate exposed by the previous etching is scribed or diced to separate it into chip laser elements. After that, in the same manner as in Example 1, a dielectric multilayer film is formed on the surface of the nitride semiconductor exposed orthogonally to the electrodes to obtain a laser device. The laser device thus obtained also lased at room temperature as in Example 1, and laser oscillation with an oscillation wavelength of 420 nm was confirmed at a threshold current density of 1.5 kA / cm 2 , and continuous oscillation for 100 hours or more. showed that.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザ素
子は光共振面となる窒化物半導体面に発振波長に応じた
反射率を有する誘電体多層膜を形成しているので、反射
鏡としての光共振面が活性層の光を互いにほぼ１００％
反射することにより、レーザ発振が可能となる。３６０
ｎｍ〜４６０ｎｍの短波長のレーザ発振において、Ｓｉ
Ｏ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2という窒化物半導体にふさわし
い材料で誘電体多層膜を形成したことによって室温での
短波長のレーザ発振が可能となる。このように短波長域
のレーザ素子が実現されたことにより、書き込み用光
源、コンパクトディスクの光源として記録密度が飛躍的
に向上し、その産業上の利用価値は非常に大きい。As described above, since the laser element of the present invention has the dielectric multilayer film having the reflectance according to the oscillation wavelength formed on the nitride semiconductor surface which is the optical resonance surface, it is used as a reflecting mirror. The optical resonance planes of the active layers are almost 100% of each other.
The reflection enables laser oscillation. 360
In laser oscillation of short wavelength of nm to 460 nm, Si
By forming the dielectric multilayer film with a material suitable for a nitride semiconductor such as O 2 , TiO 2 and ZrO 2 , laser oscillation of short wavelength at room temperature becomes possible. The realization of a laser element in the short wavelength region as described above has dramatically improved the recording density as a light source for writing and a light source for a compact disc, and its industrial utility value is extremely large.
【図１】 サファイア単結晶の面方位を表すユニットセ
ル図。FIG. 1 is a unit cell diagram showing the plane orientation of a sapphire single crystal.
【図２】 本発明の一実施例に係るレーザ素子の形状を
示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing the shape of a laser element according to an embodiment of the present invention.
【図３】 図２のレーザ素子の構造を示す模式断面図。3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the laser device shown in FIG.
【図４】 本発明の一レーザ素子の光共振面に形成され
た誘電体多層膜の反射率曲線を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a reflectance curve of a dielectric multilayer film formed on an optical resonance surface of one laser device of the present invention.
１・・・・サファイア基板 ２・・・・バッファ層 ３・・・・ｎ型コンタクト層 ４・・・・ｎ型クラッド層 ５・・・・第二のｎ型クラッド層 ６・・・・活性層 ７・・・・ｐ型クラッド層 ８・・・・ｐ型コンタクト層 １１・・・負電極 １２・・・正電極 ２０・・・誘電体多層膜 1 ... Sapphire substrate 2 ... Buffer layer 3 ... N-type contact layer 4 ... N-type cladding layer 5 ... Second n-type cladding layer 6 ... Layer 7 ... P-type clad layer 8 ... P-type contact layer 11 ... Negative electrode 12 ... Positive electrode 20 ... Dielectric multilayer film
Claims (4)
1-X-YＮ、０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）が積層されてなる
レーザ素子であって、そのレーザ素子の光共振面の少な
くとも一方に誘電体多層膜が形成されていることを特徴
とする窒化物半導体レーザ素子。1. A nitride semiconductor (In X Al Y Ga) on a substrate.
1-XY N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1) are laminated, and a dielectric multilayer film is formed on at least one of the optical resonance surfaces of the laser device. A characteristic nitride semiconductor laser device.
〜４６０ｎｍの範囲にあり、さらに光共振面に形成され
た前記誘電体多層膜がＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2より
なる群から選択された少なくとも二種類以上の薄膜を積
層した多層膜であ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。2. The emission wavelength of the laser element is 360 nm
To 460 nm, and the dielectric multilayer film formed on the optical resonance surface is a multilayer film in which at least two kinds of thin films selected from the group consisting of SiO 2 , TiO 2 , and ZrO 2 are laminated. The nitride semiconductor laser device according to claim 1, wherein:
［０００１］面の表面に積層されてなり、さらに前記光
共振面はそのサファイア基板が 【数１】 【数２】 【数３】 【数４】 【数５】 【数６】 面の内のいずれかの面方位で割られた窒化物半導体面で
あることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
窒化物半導体レーザ素子。3. The nitride semiconductor is laminated on a surface of a [0001] plane of a sapphire substrate, and the optical resonance surface is formed of the sapphire substrate. [Equation 2] (Equation 3) [Equation 4] (Equation 5) (Equation 6) The nitride semiconductor laser device according to claim 1 or 2, wherein the nitride semiconductor surface is a nitride semiconductor surface divided by one of the plane orientations.
にエッチングされた窒化物半導体の端面であることを特
徴とする請求項１または請求項２に記載の窒化物半導体
レーザ素子。4. The nitride semiconductor laser device according to claim 1, wherein the optical resonance surface is an end surface of a nitride semiconductor that is etched substantially perpendicularly to the substrate.
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| JP (1) | JP3523700B2 (en) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08316582A (en) * | 1995-05-19 | 1996-11-29 | Nec Corp | Semiconductor laser |
| WO1997033276A1 (en) * | 1996-03-06 | 1997-09-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Focusing apparatus and optical apparatus using the same |
| WO1998019375A1 (en) * | 1996-10-30 | 1998-05-07 | Hitachi, Ltd. | Optical information processor and semiconductor light emitting device suitable for the same |
| JPH11177184A (en) * | 1997-12-11 | 1999-07-02 | Ricoh Co Ltd | Semiconductor laser device and its manufacture |
| EP0949731A2 (en) * | 1998-04-06 | 1999-10-13 | Matsushita Electronics Corporation | Nitride semiconductor laser device |
| JP2002100830A (en) * | 2000-07-18 | 2002-04-05 | Nichia Chem Ind Ltd | Gallium nitride light-emitting element |
| WO2002103865A1 (en) * | 2001-06-15 | 2002-12-27 | Nichia Corporation | Semiconductor laser device and its manufacturing method |
| US6641889B2 (en) | 2001-03-28 | 2003-11-04 | Bayer Aktiengesellschaft | Optical data storage medium containing a triazacyanine dye as the light-absorbing compound in the information layer |
| US6726972B2 (en) | 2001-03-28 | 2004-04-27 | Bayer Aktiengesellschaft | Optical data storage medium containing a diaza hemicyanine dye as the light-absorbing compound in the information layer |
| US6835725B2 (en) | 2001-03-28 | 2004-12-28 | Bayer Aktiengesellschaft | Optical data carrier comprising a cyanine dye as light-absorbent compound in the information layer |
| WO2005006506A1 (en) * | 2003-07-10 | 2005-01-20 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
| US6896945B2 (en) | 2001-08-22 | 2005-05-24 | Bayer Aktiengesellschaft | Optical data carrier comprising a phthalocyanine dye as light-absorbent compound in the information layer |
| JP2007142482A (en) * | 2007-03-05 | 2007-06-07 | Philips Lumileds Lightng Co Llc | Optical semiconductor element and manufacturing method thereof |
| US7615804B2 (en) | 1997-01-09 | 2009-11-10 | Nichia Chemical Industries, Ltd. | Superlattice nitride semiconductor LD device |
| JP2013175790A (en) * | 2000-12-28 | 2013-09-05 | Sony Corp | Semiconductor light-emitting element and manufacturing method of the same |
-
1995
- 1995-01-12 JP JP00303395A patent/JP3523700B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08316582A (en) * | 1995-05-19 | 1996-11-29 | Nec Corp | Semiconductor laser |
| WO1997033276A1 (en) * | 1996-03-06 | 1997-09-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Focusing apparatus and optical apparatus using the same |
| US5905699A (en) * | 1996-03-06 | 1999-05-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Focusing apparatus and optical disk apparatus using the same |
| US6542526B1 (en) * | 1996-10-30 | 2003-04-01 | Hitachi, Ltd. | Optical information processor and semiconductor light emitting device suitable for the same |
| WO1998019375A1 (en) * | 1996-10-30 | 1998-05-07 | Hitachi, Ltd. | Optical information processor and semiconductor light emitting device suitable for the same |
| US6639925B2 (en) | 1996-10-30 | 2003-10-28 | Hitachi, Inc. | Optical information processing equipment and semiconductor light emitting device suitable therefor |
| US8541794B2 (en) | 1997-01-09 | 2013-09-24 | Nichia Chemical Industries, Ltd. | Nitride semiconductor light-emitting devices |
| US7615804B2 (en) | 1997-01-09 | 2009-11-10 | Nichia Chemical Industries, Ltd. | Superlattice nitride semiconductor LD device |
| JPH11177184A (en) * | 1997-12-11 | 1999-07-02 | Ricoh Co Ltd | Semiconductor laser device and its manufacture |
| US6249534B1 (en) | 1998-04-06 | 2001-06-19 | Matsushita Electronics Corporation | Nitride semiconductor laser device |
| EP0949731A3 (en) * | 1998-04-06 | 2000-01-26 | Matsushita Electronics Corporation | Nitride semiconductor laser device |
| EP0949731A2 (en) * | 1998-04-06 | 1999-10-13 | Matsushita Electronics Corporation | Nitride semiconductor laser device |
| JP2002100830A (en) * | 2000-07-18 | 2002-04-05 | Nichia Chem Ind Ltd | Gallium nitride light-emitting element |
| JP2013175790A (en) * | 2000-12-28 | 2013-09-05 | Sony Corp | Semiconductor light-emitting element and manufacturing method of the same |
| US6641889B2 (en) | 2001-03-28 | 2003-11-04 | Bayer Aktiengesellschaft | Optical data storage medium containing a triazacyanine dye as the light-absorbing compound in the information layer |
| US7041354B2 (en) | 2001-03-28 | 2006-05-09 | Bayer Aktiengesellschaft | Optical data carrier comprising a cyanine dye as light-absorbent compound in the information layer |
| US6835725B2 (en) | 2001-03-28 | 2004-12-28 | Bayer Aktiengesellschaft | Optical data carrier comprising a cyanine dye as light-absorbent compound in the information layer |
| US6726972B2 (en) | 2001-03-28 | 2004-04-27 | Bayer Aktiengesellschaft | Optical data storage medium containing a diaza hemicyanine dye as the light-absorbing compound in the information layer |
| US7149233B2 (en) | 2001-06-15 | 2006-12-12 | Nichia Corporation | Semiconductor laser device and its manufacturing method |
| JP2007073999A (en) * | 2001-06-15 | 2007-03-22 | Nichia Chem Ind Ltd | Semiconductor laser element |
| WO2002103865A1 (en) * | 2001-06-15 | 2002-12-27 | Nichia Corporation | Semiconductor laser device and its manufacturing method |
| US6896945B2 (en) | 2001-08-22 | 2005-05-24 | Bayer Aktiengesellschaft | Optical data carrier comprising a phthalocyanine dye as light-absorbent compound in the information layer |
| WO2005006506A1 (en) * | 2003-07-10 | 2005-01-20 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
| US7609737B2 (en) | 2003-07-10 | 2009-10-27 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
| JP2007142482A (en) * | 2007-03-05 | 2007-06-07 | Philips Lumileds Lightng Co Llc | Optical semiconductor element and manufacturing method thereof |
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