JPH09129984A - 半導体素子及び半導体素子の製造方法 - Google Patents

半導体素子及び半導体素子の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体レーザ等における共振器ミラーを容易
に形成することができる半導体素子及びその製造方法を
提供する。 【解決手段】 立方晶型を有する半導体基板または半導
体層をナイトライド系発光層または素子部分に接着また
は成長して、立方晶型を有する半導体基板の自然へき開
性を用いてミラーを形成するものである。また、サファ
イヤなど、ナイトライド系発光層を成長させるために用
いた成長基板は、ＡｌＮなどの層を挿入し、エッチン
グ、リフトオフし、基板に導電性のものにすることによ
り直列抵抗を減少させ、かつ信頼性をも向上させたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は化合物半導体材料を
用いた半導体素子及びその製造方法に係わり、特に、Ｇ
ａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮなど窒素を含む化合物半
導体からなる半導体素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高密度光ディスクシステム等への
応用を目的として短波長の半導体レーザの開発が進めら
れている。この種のレーザでは記録密度を高めるために
発振波長を短くすることが要求されている。
【０００３】短波長の半導体レーザとしてＩｎＧａＡｌ
Ｐ材料による６００ｎｍ帯光源は、ディスクの読み込
み、書き込みのどちらも可能なレベルにまで特性改善さ
れ、すでに実用化されている。さらなる記録密度向上を
目指して青色半導体レーザの開発が盛んに行われてい
る。
【０００４】このような開発において、すでにII−VI族
系による半導体レーザは発振動作が確認されている。し
かしながら、信頼性が１時間程度にリミットされるなど
実用化への障壁は多く、また波長も４８０ｎｍ以下は困
難であるなど、次世代の光ディスクシステム等への応用
には材料的なリミットが数多く存在する。
【０００５】一方、ＧａＮ系の半導体レーザは、３５０
ｎｍ以下まで短波長が可能で信頼性に関してもＬＥＤに
おいては１万時間以上の信頼性が確認されるなど有望で
あり、盛んに研究、開発が行われている。このようにナ
イトライド系は材料的に次世代の光ディスクシステム光
源に必要な条件を満たす優れた材料である。
【０００６】一方、半導体レーザ形成のためには、共振
器を作りつけるためにミラーが必要となる。通常の半導
体レーザでは自然へき開面を用いてミラーを形成してい
る。これは立方晶型のせん亜鉛構造において、［０１
１］あるいは［０１１- ］（１- は１のインバースを表
す。以下同じ）方向に結合エネルギーの小さな面が存在
することを利用したものである。
【０００７】ところで、ナイトライド系には立方晶型と
六方晶型が存在する。ナイトライド系のＬＥＤを得るに
は、現在のところ、サファイヤ上に成長する六方晶型が
最も良好な結晶が得られている。しかしながら、六方晶
型には通常の半導体レーザ形成時に用いる自然へき開面
のモードは明確には存在しないため、共振器ミラー形成
が非常に困難で、素子作製プロセスの歩留まりが低いと
いう問題が生じていた。
【０００８】また基板に導電性のないサファイヤを用い
るため、素子に電流を積層方向に流すことができず、横
方向から電流注入を強いられていた。この問題のため
に、素子抵抗は５０Ωを越える大きなものとなり、レー
ザ発振自身が困難となり、例え発振しても、著しく素子
の信頼性が損なわれていた。また、上記問題のために、
電流狭窄構造にも制限が与えられ、高抵抗であることと
相俟って、例えレーザ発振が実現しても印加電圧による
素子劣化を起こすという難点を有していた。また、サフ
ァイア基板は放熱性が悪いことから、レーザ発振に必要
な高電流注入では、熱による結晶劣化を招いていた。
【０００９】また、素子を放熱性のある部品に装着する
上でも問題が生じており、種々の色を実現するモノリシ
ック構造，すなわち一体構造等の形成も極めて困難であ
った。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の、ナ
イトライド系発光素子では共振器ミラー形成が非常に困
難で、素子抵抗が著しく高く、レーザにおいては連続発
振が困難であり、ＬＥＤの場合も素子抵抗が著しく高い
という問題点があった。
【００１１】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、その第１の目的は、半導体レーザ等における共振器
ミラーを容易に形成可能とした半導体素子及びその製造
方法を提供することにある。
【００１２】第２の目的は、素子抵抗が十分に低く、信
頼性の高い半導体素子及びその製造方法を提供すること
にある。第３の目的は、ミラー形成及び電流狭窄構造形
成が容易であるばかりか、素子抵抗が十分に低く、さら
には集積化に優れたナイトライド系の半導体発光素子及
びその製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、立方晶
型半導体基板をナイトライド系発光素子に接着し、立方
晶型半導体基板の自然劈開性を用いて共振器ミラーを形
成するものであり、また、立方晶基板は導電性または電
流狭窄構造を有する発光素子層を含むようにすることで
直接抵抗を減少させ、かつ信頼性をも向上させたもので
ある。
【００１４】また、サファイアなど、ナイトライド系発
光層を成長させるために用いた基板は、エッチングまた
は研磨により取り除くものである。また、立方晶型結晶
の間にはアモルファス層を形成することで新たな結晶欠
陥を形成せずに接着せしめるものである。
【００１５】本発明によれば、六方晶型を有するナイト
ライド系半導体層が接着させた立方晶型を有する半導体
基板に誘導され、自然劈開に近い、良好なミラーを形成
できる。立方晶型結晶半導体と六方晶型発光素子は熱圧
着法による界面の固相反応で数原子オーダーのアモルフ
ァス層を形成することで、格子不整による欠陥発生を防
止することができるばかりか、原子どうしの結合が強
く、また、接着界面における電気的接触抵抗を良好にで
きる。
【００１６】また、夫々内部電流狭窄構造を有する赤色
半導体レーザと青色半導体レーザを直接接着すること
で、従来の光ディスクシステムの光源と近い将来実用化
される光ディスクの光源を集積させることが可能となる
ため、安価で且つ光学系を簡単にできる光ディスクシス
テムに応用できる。
【００１７】次に、上記課題を解決するための手段につ
いて、各請求項に即して具体的に説明する。まず、請求
項１に対応する発明は、六方晶型の半導体からなる素子
部を有する半導体素子において、立方晶型の結晶部を素
子部と一体にして備えた半導体素子である。
【００１８】また、請求項２に対応する発明は、六方晶
型の半導体からなる素子部を有する半導体素子におい
て、立方晶型の半導体基板もしくは半導体層からなる結
晶部を素子部と一体にして備え、立方晶型の結晶部にお
ける［０１１］方位又は［０１１- ］方位が、素子部を
構成する六方晶型の半導体の整数表記で決定される方位
と一致する半導体素子である。
【００１９】さらに、請求項３に対応する発明は、請求
項２に対応する発明において、半導体の整数表記で決定
される方位は、＜１１２- ０＞方位である半導体素子で
ある。
【００２０】さらにまた、請求項４に対応する発明は、
請求項１〜３の何れかに対応する発明において、素子部
は、窒素を含む化合物半導体からなる半導体光発光素子
である半導体素子である。
【００２１】次に、請求項５に対応する発明は、六方晶
構造の半導体発光素子構造部を有する半導体発光素子に
おいて、立方晶構造の導電性半導体基板を一体に備え、
かつ、半導体発光素子構造部を形成する半導体層のひと
つの劈開面方位が立方晶構造の導電性半導体基板の劈開
面方位と一致している半導体発光素子である。
【００２２】また、請求項６に対応する発明は、六方晶
構造の半導体発光素子構造部を有する半導体発光素子に
おいて、立方晶構造の導電性半導体基板を一体に備え、
かつ、半導体発光素子構造部と導電性半導体基板との間
には、当該半導体発光素子構造部及び当該導電性半導体
基板の構成元素を有するアモルファス層が設けられた半
導体発光素子である。
【００２３】一方、請求項７に対応する発明は、基板上
に六方晶型の半導体からなる素子部を成長させ、別途に
用意した立方晶型の半導体基板と接触させ、少なくとも
熱処理を含む工程を経て、素子部と半導体基板とを接着
せしめる半導体素子の製造方法である。
【００２４】次に、請求項８に対応する発明は、請求項
７に対応する発明において、素子部は、Ａｌを含む層を
有し、Ａｌを含む層をエッチングすることにより、六方
晶型の半導体の成長時に用いた基板を除去する半導体素
子の製造方法である。
【００２５】また、請求項９に対応する発明は、基板上
に六方晶型の半導体を成長させ、連続して、又は成長後
に何らかの工程を経た後、立方晶型の半導体を成長させ
る半導体素子の製造方法である。 （作用）したがって、まず、請求項１に対応する発明の
半導体素子においては、六方晶型の半導体からなる素子
部が設けられている。
【００２６】この素子部は、例えば半導体光発光素子で
あり、六方晶型の半導体光発光素子としては例えばサフ
ァイヤ上に成長するナイトライド系半導体素子が考えら
れる。
【００２７】このナイトライド系の六方晶型半導体に
は、自然へき開面のモードが明確には存在しないが、立
方晶型の結晶部と素子部とが一体となっているので、立
方晶型の結晶部をへき開することにより、このへき開に
誘導されて六方晶型の素子部に自然へき開に近い、良好
なミラーを形成できる。
【００２８】したがって、このような六方晶型の素子部
と立方晶型の結晶部とを一体化させた半導体素子にあっ
ては、例えばレーザ共振器ミラーが容易に形成可能とな
る。また、請求項２に対応する発明の半導体素子におい
ては、結晶部における［０１１］方位又は［０１１- ］
方位が、素子部を構成する半導体の整数表記で決定され
る方位と一致しているので、素子部と結晶部との一体化
を例えば接着により行った場合に、原子同士の結合によ
る接着が可能で接着強度も強く、また、六方晶型のへき
開モードをより良く誘導することができる。また、接着
界面における電気的接触も良好にできる。
【００２９】さらに、請求項３に対応する発明の半導体
素子においては、請求項２に対応する発明と同様に作用
する他、結晶部における［０１１］方位又は［０１１
- ］方位と一致する半導体の整数表記で決定される方位
は、＜１１２- ０＞（２- は２のインバースを表す。以
下同じ）方位であり、この場合、より一層確実に六方晶
型のへき開モードをより良く誘導することができる。
【００３０】さらにまた、請求項４に対応する発明の半
導体素子は、請求項１〜３の何れかに対応する発明にお
いて、素子部を窒素を含む化合物半導体からなるナイト
ライド系半導体光発光素子に特定した場合である。
【００３１】次に、請求項５に対応する発明の半導体素
子においては、発光部分である六方晶構造の半導体発光
素子構造部が設けられており、また、立方晶構造の導電
性半導体基板が一体に設けられている。
【００３２】そして、半導体発光素子構造部を形成する
半導体層のひとつの劈開面方位が、立方晶構造の導電性
半導体基板の劈開面方位と一致している。したがって、
立方晶構造の導電性半導体基板をへき開すれば、半導体
発光素子構造部が誘導へき開され、六方晶構造の半導体
発光素子構造部に自然へき開に近い、良好なミラーを形
成できる。
【００３３】また、請求項６に対応する発明の半導体発
光素子においては、発光部分である六方晶構造の半導体
発光素子構造部が設けられており、また、立方晶構造の
導電性半導体基板が一体に設けられている。
【００３４】そして、半導体発光素子構造部と導電性半
導体基板との間には、当該半導体発光素子構造部及び当
該導電性半導体基板の構成元素を有するアモルファス層
が形成されている。
【００３５】このアモルファス層により、新たな結晶欠
陥を形成することなく半導体発光素子構造部と導電性半
導体基板とが接着されている。一方、請求項７に対応す
る発明の半導体素子の製造方法においては、まず、基板
上に六方晶型の半導体からなる素子部が成長される。
【００３６】次に、別途に用意した立方晶型の半導体基
板と接触させ、少なくとも熱処理を含む工程を経て、素
子部と半導体基板とを接着せしめる。このようにして素
子部と半導体基板とが直接接着されるので、上記請求項
１〜６に記載した半導体素子の製造が可能となる。
【００３７】次に、請求項８に対応する発明の半導体素
子の製造方法においては、素子部は、ＡｌＮなどのＡｌ
を含む層を有し、例えば接着後、そのＡｌを含む層をエ
ッチングし、六方晶型の半導体の成長時に用いた基板が
リフトオフされることにより除去される。
【００３８】したがって、請求項７に対応する発明と同
様に作用する他、上記成長時使用基板が例えばサファイ
ヤなどの高抵抗基板であったとき、これを除去すること
により、素子に電流を積層方向に流すことが可能とな
る。これにより、素子抵抗上昇を回避でき、素子構造も
簡略化してレーザ，ＬＥＤ等の信頼性を向上させること
ができる。また、例えば素子抵抗の低い、レーザ発振を
容易に可能とした半導体素子を製造することができる。
【００３９】また、請求項９に対応する発明は、基板上
に六方晶型の半導体を成長させ、連続して、又は成長後
に何らかの工程を経た後、立方晶型の半導体を成長させ
る半導体素子の製造方法である。これにより、素子部と
結晶部との一体化を直接接着によらずに実現することが
できる。
【００４０】なお、本発明は、上記請求項１〜９の記載
に対応する発明のみならず、以下に説明する発明をも含
む。 （１）半導体発光素子構造部と立方晶構造の導電性半導
体基板とは、直接接触している請求項５又は６記載の半
導体発光素子。 （２）半導体発光素子構造部と立方晶構造の導電性半導
体基板の間には、金属または酸化物を有する請求項５又
は６記載の半導体発光素子。 （３）半導体発光素子構造部と立方晶構造の導電性半導
体基板の間には、赤色レーザ光を発振可能な半導体部を
具備してなる請求項５もしくは６又は上記（１）あるい
は（２）記載の半導体発光素子。 （４）六方晶構造を有する半導体発光素子構造部と立方
晶構造の導電性半導体基板の接着には熱工程を用いる半
導体発光素子の製造方法。
【００４１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。 （第１の発明の実施の形態）図１は本発明の第１の実施
の形態に係る半導体素子としての青色半導体レーザ装置
の概略構成を示す断面図である。
【００４２】この半導体レーザ装置においては、結晶部
としてのＩｎＰ基板１１上に、直接接着されたサファイ
ヤ基板１２が設けられている。サファイヤ基板１２上に
は、ＭＯＣＶＤ法による結晶成長により、ｎ−ＧａＮ層
１３（Ｓｉドープ、３〜５×１０18ｃｍ-3）と、ｎ−Ａ
ｌ 0.5Ｇａ 0.5Ｎクラッド層１４（Ｓｉドープ、５×１
０17ｃｍ-3、層厚０．１５μｍ）と、ＧａＮ活性層１５
（アンドープ、層厚０．１μｍ）と、ｐ−Ａｌ 0.5Ｇａ
0.5Ｎクラッド層１６（Ｍｇドープ、５×１０17ｃ
ｍ-3、層厚０．１５μｍ）と、ＧａＮコンタクト層１７
（Ｍｇドープ、１〜３×１０18ｃｍ-3、層厚０．１μ
ｍ）とが順次設けられている。なお、以上のサファイヤ
基板１２上の半導体積層部分は、請求項における素子部
の一例である。
【００４３】また、特に図示しないが、ｎ−ＧａＮ層１
３とサファイヤ基板１２との間には、ＭＯＣＶＤ成長時
に５５０℃で低温成長させたＧａＮバッファー層が設け
られている。
【００４４】さらに、ＧａＮコンタクト層１７上面に
は、ｐ側電極１８が設けられており、ｎ−ＧａＮ層１３
上のｎ−Ａｌ 0.5Ｇａ 0.5Ｎクラッド層１４が積層され
ていない上面部分には、ｎ側電極１９が設けられてい
る。
【００４５】上記構成の青色半導体レーザ装置において
は、まず、六方晶型のサファイヤ基板１２上に同じく六
方晶の各結晶が成長させられた後に、もしくは結晶成長
前に、その成長面と反対面に立方晶型のＩｎＰ基板が直
接接着されている。
【００４６】この直接接着にあたっては、サファイヤ基
板１２とＩｎＰ基板１１は、硫酸系溶液で前処理、純粋
洗浄、乾燥の後、圧着された。そして、窒素と水素の混
合雰囲気内で６００℃にてアニールされることにより、
直接接着がされた。
【００４７】ここで、ＩｎＰ半導体基板１１の自然へき
開方向［０１１］とサファイヤ基板の＜１１２- ０＞方
位は一致するようにした。なお、サファイヤ基板層厚４
０μｍまで研磨されている。一方、ＩｎＰ基板層厚５０
μｍとしている。
【００４８】このように、サファイヤ基板１２を含む結
晶成長部分とＩｎＰ基板１１とが一体となった後に、共
振器のためのミラーを作るべく、この一体構造はへき開
された。
【００４９】この構造は、ＩｎＰ基板１１の自然へき開
方向［０１１］に沿って容易にへき開され、また、へき
開面も良好でミラー面が作成された。これはサファイヤ
基板１２とＩｎＰ基板１１が原子同士の接着が行われ、
接着強度も強く、また、六方晶型のある結晶面を、Ｉｎ
Ｐ基板１１のせん亜鉛鉱構造の明確な自然へき開による
推進力で誘導へき開させられているためと考えられる。
【００５０】次に、上記構成の青色半導体レーザ装置の
発振動作を説明する。本実施の形態のレーザ装置は、し
きい値１５０ｍＡで室温連続発振した。発振波長は３６
５ｎｍ、動作電圧は１０Ｖであった。本レーザでは特に
素子抵抗の面では改善はされないが、ＩｎＰ基板１１が
銅製のヒートシンクに容易にマウントが可能であり、熱
抵抗の改善効果も確認されている。
【００５１】上述したように、本発明の実施の形態に係
る青色半導体レーザ装置及びその製造方法によれば、サ
ファイヤ基板１２にＩｎＰ基板１１を直接接着し、サフ
ァイヤ基板１２上に積層された六方晶型の素子部として
のレーザ発振部をＩｎＰ基板１１のせん亜鉛鉱構造の明
確な自然へき開による推進力で誘導へき開するようにし
たので、半導体レーザ等における共振器ミラーを容易に
形成することができる。
【００５２】また、ＩｎＰ半導体基板１１の自然へき開
方向［０１１］とサファイヤ基板の＜１１２- ０＞方位
とが一致するようにしたので、原子同士の結合による接
着により接着強度も強く、素子部と結晶部との一体化が
強固なものとなり、また、六方晶型のへき開モードをよ
り良く誘導することができる。また、接着界面における
電気的接触も良好にすることができる。
【００５３】さらに、ＩｎＰ基板１１の自然なへき開方
向［０１１- ］とサファイヤ基板１２の＜１１２- ０＞
方位とが一致するようにしても、上記場合と同様に誘導
へき開ができ、良好なミラー面を作成できる。
【００５４】なお、ＩｎＰ基板１１は、直接接着を行い
やすい基板であるので、より確実な接着、誘導へき開が
可能である。 （第２の発明の実施の形態）図２は本発明の第２の実施
の形態に係る半導体素子としての青色半導体レーザ装置
の概略構成を示す断面図である。
【００５５】この半導体レーザ装置においては、結晶部
としてのｎ−ＩｎＰ基板２１上に、ｎ−ＧａＮ層２２
（Ｓｉドープ、３〜５×１０18ｃｍ-3）と、ｎ−Ａｌ
0.5Ｇａ0.5Ｎクラッド層２３（Ｓｉドープ、５×１０17
ｃｍ-3、層厚０．２μｍ）と、Ｉｎ 0.1Ｇａ 0.9Ｎ活性
層２４（アンドープ、層厚２００オングストローム）
と、ｐ−Ａｌ 0.5Ｇａ 0.5Ｎクラッド層２５（Ｍｇドー
プ、５×１０17ｃｍ-3、層厚０．２μｍ）と、ＧａＮコ
ンタクト層２６（Ｍｇドープ、１〜３×１０18ｃｍ-3、
層厚０．１μｍ）とが順次設けられている。
【００５６】ここでｎ−ＧａＮ層２２、ｎ−Ａｌ 0.5Ｇ
ａ 0.5Ｎクラッド層２３、Ｉｎ 0.1Ｇａ 0.9Ｎ活性層２
４、ｐ−Ａｌ 0.5Ｇａ 0.5Ｎクラッド層２５、ＧａＮコ
ンタクト層２６からなる各層、すなわち素子部としての
ダブルヘテロ構造部３３は、六方晶型であるサファイヤ
基板上で、ＭＯＣＶＤ法による結晶成長により設けられ
たものである。したがって当該ダブルヘテロ構造部３３
は、六方晶型である。
【００５７】このダブルヘテロ構造部３３におけるｎ−
ＧａＮ層２２は、立方晶型のｎ−ＩｎＰ基板２１と直接
接着されている。また、この半導体レーザ装置において
は、開口を有するストライプ状に構成されＳｉＯ2 から
なる電流狭窄層２７がＧａＮコンタクト層２６の上に設
けられ、さらに上記開口を介してＧａＮコンタクト層２
６と直接接触するようにｐ側電極２８が設けられてい
る。一方、ｎ−ＩｎＰ基板２１の下側、すなわちｎ−Ｇ
ａＮ層２２接着面の反対面にはｎ側電極２９が設けられ
ている。
【００５８】ここで、本構造の製造方法を図３を用いて
説明する。図３（ａ）はＭＯＣＶＤ法により成長したナ
イトライド系エピ成長層の概略図を示す。
【００５９】ここで、サファイヤ基板３１上には、Ａｌ
Ｎバッファー層３２（アンドープ、層厚２００オングス
トローム）が成長され、さらに、活性層２４を含む、ダ
ブルヘテロ構造部３３が成長されている。
【００６０】結晶成長後、このナイトライド系エピ成長
層を図３（ｂ）のように基板と直接接着する。この基板
はｎ−ＩｎＰ基板２１であり、ダブルヘテロ構造部３３
の接着面はｎ−ＧａＮ層２２である。接着は硫酸系溶液
で前処理、純粋洗浄、乾燥の後、圧着し、窒素と水素の
混合雰囲気内で６００℃にてアニールし、直接接着を行
った。
【００６１】また、直接接着に際し、ＩｎＰ半導体基板
２１の自然へき開方向［０１１］とナイトライドエピの
＜１１２- ０＞方位は一致するようにしている。ｎ−Ｉ
ｎＰ基板２１は９０μｍまで研磨してある。
【００６２】接着後、２００℃に加熱した燐酸中に静置
すると３２のＡｌＮ層が横方向からエッチングされ、サ
ファイヤ基板３１全体がリフトオフされ、図３（ｃ）の
ようにＩｎＰ半導体基板上にナイトライド系エピ成長層
が直接載せた構造となる。
【００６３】このように、ダブルへテロ構造部３３とｎ
−ＩｎＰ基板２１とが一体となった後に、共振器のため
のミラーを作るべく、この一体構造はへき開された。そ
して、第１の実施の形態の場合と同様に誘導へき開によ
り良好なミラー面が作成された。
【００６４】さらに、ＳｉＯ2 のデポエッチング、電極
形成などを経た後、図２の構造が完成する。なお、図３
（ａ），（ｂ）においては、図３（ｃ），図２と上下を
逆に表示している。
【００６５】次に、上記構成の青色半導体レーザ装置の
発振動作を説明する。本構造の素子ではしきい値７５ｍ
Ａで５０℃まで連続発振した。発振波長は３９５ｎｍ、
動作電圧は８Ｖであった。本レーザでは特に素子抵抗の
面では改善がなされた。第１の実施の形態の場合のよう
に、横方向から電流を注入する方式では抵抗が高くなる
が、本実施例のように基板方向に電流を流すことで著し
い素子抵抗の改善がなされていると考えられる。
【００６６】上述したように、本発明の実施の形態に係
る青色半導体レーザ装置及びその製造方法によれば、六
方晶型の素子部としてのダブルへテロ構造部３３成長
後、ダブルへテロ構造部３３からサファイヤ基板３１を
リフトオフにより除去し、ダブルへテロ構造部３３にｎ
−ＩｎＰ基板１１を直接接着するようにしたので、第１
の実施の形態の場合と同様に誘導へき開により、半導体
レーザ等における共振器ミラーを容易に形成することが
できる。
【００６７】また、ｎ−ＩｎＰ基板２１の自然へき開方
向［０１１］とダブルへテロ構造部３３の＜１１２- ０
＞方位とが一致するようにしたので、原子同士の結合に
よる接着により接着強度も強く、素子部と結晶部との一
体化が強固なものとなり、また、六方晶型のへき開モー
ドをより良く誘導することができる。また、接着界面に
おける電気的接触も良好にすることができる。
【００６８】また、ｎ−ＩｎＰ基板２１の自然なへき開
方向［０１１- ］とダブルへテロ構造部の＜１１２- ０
＞方位とが一致するようにしても、上記場合と同様に誘
導へき開ができ、良好なミラー面を作成できる。
【００６９】さらに、ｎ−ＩｎＰ基板１１の下面に電極
を設けて積層方向に電流を流すようにしたので、素子抵
抗上昇を回避でき、素子構造も簡略化して信頼性を向上
させることができる。また、例えば素子抵抗の低い、レ
ーザ発振を容易に可能とした半導体素子を製造すること
ができる。
【００７０】なお、本実施の形態では、レーザの場合を
取り扱ったが、本発明はこれに限られるものでなく、例
えばＬＥＤの場合であっても、低抵抗、高信頼性を有す
る半導体素子を提供することができる。 （第３の発明の実施の形態）図４は本発明の第３の実施
の形態に係る半導体素子としての青色半導体レーザ装置
の概略構成を示す断面図である。
【００７１】この半導体レーザ装置においては、結晶部
としてのＧａＰ基板５１上に、ｎ−ＧａＮ層５２（Ｓｉ
ドープ、３〜５×１０18ｃｍ-3）と、ｎ−Ａｌ 0.5Ｇａ
0.5Ｎクラッド層５３（Ｓｉドープ、５×１０17ｃ
ｍ-3、層厚０．３μｍ）と、ＧａＮ光閉じ込め層５４
（アンドープ、層厚０．１μｍ）と、Ｉｎ 0.1Ｇａ 0.9
Ｎ活性層５５（アンドープ、層厚１００オングストロー
ム）と、ＧａＮ光閉じ込め層５６（アンドープ、層厚
０．１μｍ）と、ｐ−Ａｌ 0.5Ｇａ 0.5Ｎクラッド層５
７（Ｍｇドープ、５×１０17ｃｍ-3、層厚０．３μｍ）
と、ＧａＮコンタクト層５８（Ｍｇドープ、１〜３×１
０18ｃｍ-3、層厚０．１μｍ）と、ＩｎＮコンタクト層
５９（Ｍｇドープ、１〜３×１０18ｃｍ-3、層厚１００
オングストローム）と、ＧａＰコンタクト層６０（Ｍｇ
ドープ、１〜３×１０18ｃｍ-3、層厚１．５μｍ）と、
ｐ側電極７１とが順次設けられ、さらに、ＧａＰ基板上
５１の下側、すなわちｎ−ＧａＮ層５２接着面と反対面
にｎ側電極７２が設けられている。
【００７２】本実施の形態においても第２の実施の形態
の場合と同様に、六方晶型のサファイヤ基板上にＭＯＣ
ＶＤ法によって結晶成長が行われている。この結晶成長
においては、まず、バッファー層としてのＡｌＮ層が設
けられ、以下、順にＩｎＮコンタクト層５９と、ＧａＮ
コンタクト層５８と、ｐ−Ａｌ 0.5Ｇａ 0.5Ｎクラッド
層５７と、ＧａＮ光閉じ込め層５６と、Ｉｎ 0.1Ｇａ
0.9Ｎ活性層５５、ＧａＮ光閉じ込め層５４と、ｎ−Ａ
ｌ 0.5Ｇａ 0.5Ｎクラッド層５３と、ｎ−ＧａＮ層５２
とまで含む素子部としてのダブルヘテロ構造部が形成さ
れる。
【００７３】そして、ダブルヘテロ構造部成長後、Ｇａ
Ｐ基板５１とｎ−ＧａＮ層５２とを上記実施の形態の場
合と同様に直接接着し、バッファー層として挿入してあ
るＡｌＮ層を横方向からエッチング、リフトオフするこ
とでダブルヘテロ構造部の成長時に用いたサファイヤ基
板を取り除く。
【００７４】その後、本実施の形態では、コンタクト層
を設けるための第２の結晶成長を行う。上記ダブルへテ
ロ構造部はサファイア基板上で成長させた六方晶型であ
る。このダブルへテロ構造部のＩｎＮコンタクト層５
９、ＧａＮコンタクト層５８、ｐ−Ａｌ 0.5Ｇａ 0.5Ｎ
クラッド層５７の部分に図４に示すようにリッジを形成
した後、再度ＭＯＣＶＤ法により立方晶型のＧａＰコン
タクト層６０を成長させた。
【００７５】このＧａＰコンタクト層６０の成長におい
ては、再成長時に低温（５００℃）にて薄いＧａＰ層
（２００オングストローム、図示せず）を成長した後、
昇温し、８００℃にて１．５μｍの成長を行うことで、
単結晶性の良い抵抗の低い立方晶型のコンタクト層とす
ることができた。
【００７６】さらに、電極形成などを経た後、図４の構
造が完成する。次に、上記構成の青色半導体レーザ装置
の発振動作を説明する。本構造の素子ではしきい値４５
ｍＡで８０℃まで連続発振した。発振波長は３９５ｎ
ｍ、基本横モード発振し、５０００時間までの安定動作
も確認した。動作電圧は４Ｖであった。ＩｎＮコンタク
ト層５９はＧａＮ層とＧａＰ層との間の大きなバンドギ
ャップ差に基づくヘテロスパイクの影響を緩和するため
に挿入した。これがない場合に比べて、３Ｖ以上の電圧
低下を実現できた。
【００７７】上述したように、本発明の実施の形態に係
る青色半導体レーザ装置及びその製造方法によれば、第
２の実施の形態の場合と同様な構成を有し又製造方法を
用いた他、リッジ形成を行い、また、ＧａＰコンタクト
層６０を設けたので、第１の実施の形態の場合と同様な
効果を奏する他、発振光を収束性の良いものとし、ま
た、低抵抗なものとすることができる。
【００７８】また、ＧａＰ基板５１は、青色波長域の光
吸収が少なく、発振光の効率を向上させることができる なお、本実施の形態においては、上記先の実施の形態の
場合と同様に、ダブルへテロ構造部のＧａＰ基板５１の
＜１１２- ０＞方位と［０１１］もしくは［０１１- ］
方向とを一致させ、ＧａＰ基板５１によってダブルへテ
ロ構造部の誘導へき開を行っている。
【００７９】もっとも、本発明の実施の形態に係る青色
半導体レーザ装置の製造方法によれば、六方晶型のＩｎ
Ｎコンタクト層５９、ＧａＮコンタクト層５８、ｐ−Ａ
ｌ 0.5Ｇａ 0.5Ｎクラッド層５７部分上に一旦低温成長
層を設けることで、ＭＯＣＶＤ法による立方晶型のＧａ
Ｐコンタクト層６０を成長させることができるので、例
えばＧａＰ基板５１の代わりにＧａＰコンタクト層６０
を誘導へき開用の結晶部として用いることも可能であ
る。
【００８０】なお、ＧａＰコンタクト層６０を誘導へき
開用の結晶部として用いる場合、直接接着によるＧａＰ
基板５１は必ずしも必要ではなく、直接接着法によらな
い本発明に係る半導体素子の製造が可能となる。 （第４の発明の実施の形態）図５は本発明の第４の実施
の形態に係る半導体素子としての多色半導体レーザ装置
の概略構成を示す断面図である。
【００８１】この多色半導体レーザ装置では、ＩｎＰ基
板６１上にＧａＮ層６２（アンドープ），さらにＡｌ
Ｎ、ＧａＮの５対からなるブラッグ反射層６３が設けら
れ、さらに、ブラッグ反射層６３上に青色レーザ部６４
と、黄色レーザ部６５と、赤色レーザ部６６とが設けら
れて成っている。
【００８２】また、各レーザ部６４，６５，６６上に
は、ｐ側電極が設けられ、その反対端であるＩｎＰ基板
６１下面にはｎ側電極６８が設けられている。なお、Ｉ
ｎＰ基板６１とＧａＮ層６２とは、上記実施の形態で説
明したようにサファイヤ基板上でＧａＮ層６２を成長さ
せたのちに、直接接着したものである。
【００８３】ブラッグ反射層６３は、ＡｌＮ、ＧａＮの
５対からなり、ＩｎＰ基板６１とＧａＮ層６２とを直接
接合させた後にＭＯＣＶＤ法により結晶成長させたもの
である。ここで、一番上の層はｎ−ＧａＮ層（Ｓｉドー
プ、５×１０18ｃｍ-3）であるので、この上面層はコン
タクト層としても使用可能である。また、ブラッグ反射
層６３における反射可能な波長域は、ほぼ青色から緑色
に調整した。
【００８４】青色レーザ部６４は、ＩｎＧａＮ活性層を
有するダブルヘテロ構造部からなり、ＭＯＣＶＤ法によ
ってブラッグ反射層６３から連続的に結晶成長させたも
のである。また、この青色レーザ部６４のミラー面は、
ＩｎＰ基板６１を用いた誘導へき開により作成される。
【００８５】黄色レーザ部６５は、ＩｎＧａＡｌＰ活性
層を有するダブルヘテロ構造部からなっている。この黄
色レーザ部６５は、別途にＭＯＣＶＤ法で成長させたダ
ブロヘテロ構造部をプロセス、チップ化した後、他の実
施の形態の場合と同様にして、ブラッグ反射層６３上に
直接接着させたものである。
【００８６】赤色レーザ部６６は、ＩｎＧａＰ活性層を
有するダブルヘテロ構造部からなっている。この赤色レ
ーザ部６６も黄色レーザ部６５と同様にして設けられ
た。上述したように、本発明の実施の形態に係る多色青
色半導体レーザ装置によれば、先の実施の形態で説明し
た構成，製造方法により青色レーザを実現できる他、黄
色レーザ部６５と赤色レーザ部６６とを直接接着によ
り、青色レーザ部６４と一体化させるようにしたので、
上記各実施の形態における場合と同様な効果の他、ほぼ
フルカラーの仕様がそれぞれ実現でき、また、光源部が
モノリシック化（一体構造化）されているため、モール
ド、光学設計が容易である。
【００８７】なお、本実施の形態では、多色半導体レー
ザ装置としたが、各レーザ部を同様な構成のＬＥＤ発光
部に置き換え、多色ＬＥＤ光源とすることも可能であ
る。また、多色ＬＥＤ光源とした場合は誘導へき開を行
う必要がないので、ＩｎＰ基板６１の代わりにサファイ
ヤ基板とし、ブラッグ反射層の一番上のｎ−ＧａＮ層を
コンタクト層として、ブラッグ反射層の最上面にｎ側電
極を帯状に各チップを取り巻くように配置してもよい。
この場合は、サファイヤ基板から青色ＬＥＤ部を連続成
長させ形成させることができる。
【００８８】さらに、このような多色ＬＥＤ光源では、
ほぼフルカラーの仕様が２０ｍＡの動作でそれぞれ実現
でき、また、どの発光素子に関しても素子抵抗が十分に
低く、信頼性にも優れた素子を得ることができる。 （第５の発明の実施の形態）図６は本発明の第５の実施
の形態に係る青色半導体レーザ装置の概略構成を示す断
面図である。
【００８９】同図に示す半導体レーザ装置においては、
ｎ−ＧａＮコンタクト層１１１（Ｓｉドープ、５×１０
18ｃｍ-3、層厚１μｍ）と、ｎ−Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ｎク
ラッド層１１２（Ｓｉドープ、５×１０17ｃｍ-3、層厚
０．３μｍ）と、Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ量子井戸（アンド
ープ、層厚５ｎｍ）とＧａＮ障壁層（アンドープ、層厚
１０ｎｍ）からなる活性層１１３と、ｐ−Ａｌ0.2 Ｇａ
0.8 Ｎクラッド層１１４（Ｍｇドープ、５×１０17ｃｍ
-3、層厚０．３μｍ）と、ｐ−ＧａＮクラッド層１１５
（Ｍｇドープ、５×１０18ｃｍ-3、層厚０．２μｍ）
と、ｎ−ＧａＮ電流阻止層１１６（Ｓｉドープ、５×１
０18ｃｍ-3、層厚０．５μｍ）と、ｐ−ＧａＮコンタク
ト層１１７（Ｍｇドープ、５×１０18ｃｍ-3、層厚０．
２μｍ）とが順次積層され、ｐ−ＧａＡｓ基板１１８
と、ＧａＮとＧａＡｓからなるアモルファス層１１９
（１０ｎｍ）とが設けられ、さらにｎ側電極１２０と、
１２１はｐ側電極１２１とが設けられている。
【００９０】同図において、六方晶構造結晶であるｎ−
ＧａＮコンタクト層１１１からｐ−ＧａＮコンタクト層
１１７までは、サファイア基板上における２回のＭＯＣ
ＶＤ法により成長している。
【００９１】すなわち、サファイア基板上にｎ−ＧａＮ
コンタクト層１１１からｎ−ＧａＮ電流阻止層１１６ま
での半導体層を結晶成長後、ｎ−ＧａＮ電流阻止層１１
６は＜１１２- ０＞方位と垂直方向に幅１０μｍでスト
ライプ状にエッチングを施しｐ−ＧａＮクラッド層１１
５を露出させ、さらにｐ−ＧａＮコンタクト層１１７を
再成長させる。
【００９２】次にｐ−ＧａＮコンタクト層１１７の表面
を鏡面研磨し、Ｘ線回折法等で表面のｐ−ＧａＮコンタ
クト層１１７の＜１１２- ０＞方位を見出し、その面で
切断する。
【００９３】このように面方位が見出された素子部１１
１〜１１７を含む基板と別途に用意し、予め＜０１１＞
方位を見出したｐ−ＧａＡｓ鏡面基板１１８からなる基
板とを図７に示すように接着する。
【００９４】図７は半導体レーザ装置における結晶接着
工程を示す説明図である。同図においては、ヒータ８１
を有する窒素雰囲気炉８０においてカーボンサセプター
８２上にて、上記素子部１１１〜１１７からなる六方晶
半導体発光素子を有する基板８３と、ｐ−ＧａＡｓ鏡面
基板１１８である立方晶導電性半導体基板８４とをカー
ボンブロック８５で挟んで接着する。
【００９５】ここで、六方晶半導体発光素子を有する基
板８３の（１１２- ０）面と、立方晶導電性半導体基板
８４の（１１０）面とは、カーボンサセプター８２と対
向するように位置する。
【００９６】このように、基板８３の＜１１２- ０＞方
位と（００１）ｐ−ＧａＡｓ鏡面基板１１８／８４の＜
０１１＞端面を窒素雰囲気炉のカーボンサセプター８２
に縦にして表面どおしを接触させ、７００℃にて加圧接
着させることで、界面に図６に示す１０ｎｍ程度のアモ
ルファス層１１９を形成する。
【００９７】窒素雰囲気炉８０から取り出した基板８３
及び８４からなる接着された基板においては、研磨また
はドライエッチング等の手法によりサファイア層が取り
除かれ、ｎ−ＧａＮコンタクト層１１１が露出され、さ
らにｐ−ＧａＡｓ基板１１８を８０μｍまで鏡面研磨す
る。
【００９８】次に、この接着・研磨等された基板におい
て、そのｎ−ＧａＮコンタクト層１１１表面にはｎ側電
極１２０を、ｐ−ＧａＡｓ基板１１８表面にはｐ側電極
１２１を形成する。
【００９９】このようにして得られたウェハ（基板）を
ＧａＡｓ半導体基板の＜０１１＞に対して劈開する。こ
のようにして得られた六方晶結晶端面は、ＧａＡｓ基板
の自然劈開の推進力による誘導で５ｎｍ以下の平坦さが
得られた。
【０１００】次に、上記構成の青色半導体レーザ装置の
発振動作を説明する。本実施の形態のレーザ装置は、閾
値電流７０ｍＡで室温連続発振した。発振波長は４２０
ｎｍ、動作電圧は４Ｖであり、さらに５０℃、３０ｍＷ
駆動における素子寿命は５０００時間であった。
【０１０１】上述したように、本発明の実施の形態に係
る青色半導体レーザ装置及びその製造方法によれば、六
方晶構造の半導体発光素子構造部としての素子部１１１
〜１１７の劈開面方位と、立方晶構造の導電性半導体基
板としてのｐ−ＧａＡｓ基板１１８の劈開面方位と一致
させるようにしたので、ＧａＡｓ半導体基板１１８の＜
０１１＞に対して劈開することで、六方晶結晶端面を誘
導劈開により平坦なものとすることができる。
【０１０２】これにより、良好な発振特性を有する青色
半導体レーザ装置を容易に得ることができる。また、上
述したように、本発明の実施の形態に係る青色半導体レ
ーザ装置及びその製造方法によれば、素子部１１１〜１
１７とｐ−ＧａＡｓ基板１１８と間に両構成の元素を含
むＧａＮとＧａＡｓからなるアモルファス層１１９が形
成されるようにしたので、結晶構造や格子定数の異なる
ＧａＮ層とＧａＡｓ基板の接触において、固相反応によ
るアモルファス層形成により構成原子が安定な結合状態
を作ることで結晶欠陥を発生しないために劣化を防止で
きるばかりか、接触面積を広くできるので放熱性が良好
で接触抵抗を低減することができる。
【０１０３】また、導電性が無いサファイア基板を完全
に取り除くことで縦方向に電流注入ができるために放熱
性の良いアセンブリが可能である。このように、ミラー
形成及び電流狭窄構造形成が容易であるばかりか、直列
抵抗を減少させて素子抵抗が十分に低くし、かつ信頼性
をも向上させ、さらには集積化に優れたナイトライド系
の半導体発光素子を得ることができる。また、その製造
方法を実現させることができる。 （第６の発明の実施の形態）図８は本発明の第６の実施
の形態に係る青色半導体レーザ装置の概略構成を示す断
面図である。
【０１０４】同図に示す半導体レーザ装置においては、
ｎ−ＧａＮコンタクト層２１１（Ｓｉドープ、５×１０
18ｃｍ-3、層厚１μｍ）と、ｎ−Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ｎク
ラッド層２１２（Ｓｉドープ、５×１０17ｃｍ-3、層厚
０．３μｍ）と、Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ量子井戸（アンド
ープ、層厚５ｎｍ）とＧａＮ障壁層（アンドープ、層厚
１０ｎｍ）からなる活性層２１３と、ｐ−Ａｌ0.2 Ｇａ
0.8 Ｎクラッド層２１４（Ｍｇドープ、５×１０17ｃｍ
-3、層厚０．３μｍ）と、ｐ−ＧａＮコンタクト層２１
５（Ｍｇドープ、５×１０18ｃｍ-3、層厚０．２μｍ）
と、ＳｉＯ2 絶縁膜２１６と、Ｎｉ／Ａｕ電極２１７
と、ＡｕＺｎ／Ａｕオーミック電極２１８と、ｐ−Ｇａ
Ａｓ基板２１９とが順次設けられ、さらに、ｎ側電極２
１０と、ｐ側電極２２０とが設けられている。
【０１０５】同図中の六方晶構造結晶２１１から２１５
は、サファイア基板上に１回のＭＯＣＶＤ法により成長
している。その後設けられたＳｉＯ2 絶縁膜２１６には
ｐ−ＧａＮコンタクト層２１５の＜１１２- ０＞方位と
垂直方向に幅１０μｍでストライプ状にエッチングが施
され、Ｎｉ／Ａｕ電極２１７が形成される。さらにこの
後、蒸着によりＡｕＺｎ／Ａｕオーミック電極２１８が
設けられる。
【０１０６】このようにして得られた半導体発光素子構
造部を含む基板と、ｐ−ＧａＡｓ鏡面基板２１９とが、
第５の実施の形態の場合と同様に図７に示すようにして
接着される。
【０１０７】すなわちこの基板の＜１１２- ０＞方位と
（００１）ｐ−ＧａＡｓ鏡面基板２１９の＜０１１＞方
位を一致させ窒素雰囲気５００℃にて加圧接着する。窒
素雰囲気炉８０から取り出した接着基板は、研磨または
ドライエッチング等の手法によりサファイア層を取り除
き、ｎ−ＧａＮコンタクト層２１１を露出させ、さらに
ｐ−ＧａＡｓ基板２１９を８０μｍまで鏡面研磨する。
【０１０８】次に、ｎ−ＧａＮコンタクト層２１１表面
には、ｎ側電極２１０を、ｐ−ＧａＡｓ基板２１９表面
にはｐ側電極２２０を形成する。このようにして得られ
たウェハをＧａＡｓ半導体基板２１９の＜０１１＞に対
して劈開する。このようにして得た六方晶結晶端面は、
ＧａＡｓ基板２１９の自然劈開の推進力による誘導で８
ｎｍ以下の平坦さが得られた。
【０１０９】次に、上記構成の青色半導体レーザ装置の
発振動作を説明する。本実施の形態の青色半導体レーザ
装置は、閾値電流１２０ｍＡで室温連続発振した。発振
波長は４２０ｎｍ、動作電圧は８Ｖであり、さらに５０
℃、３０ｍＷ駆動における素子寿命は２０００時間であ
った。
【０１１０】上述したように、本発明の実施の形態に係
る青色半導体レーザ装置及びその製造方法によれば、結
晶構造や格子定数の異なるＧａＮ層とＧａＡｓ基板の接
触において金属を介するようにしたので、第５の実施の
形態の場合と同様な効果を有する他、結晶欠陥の伝搬を
防止することができ、素子劣化を防止できるばかりか、
放熱性をも良好にすることができる。 （第７の発明の実施の形態）図９は本発明の第７の実施
の形態に係る青色半導体レーザと赤色半導体レーザを集
積した半導体レーザ装置の概略構成を示す断面図であ
る。
【０１１１】同図に示す半導体レーザ装置においては、
青色素子用ｎ側電極３１０と、ｎ−ＧａＮコンタクト層
３１１（Ｓｉドープ、５×１０18ｃｍ-3、層厚１μｍ）
と、ｎ−Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ｎクラッド層３１２（Ｓｉド
ープ、５×１０17ｃｍ-3、層厚０．３μｍ）と、Ｉｎ
0.1 Ｇａ0.9 Ｎ量子井戸（アンドープ、層厚５ｎｍ）と
ＧａＮ障壁層（アンドープ、層厚１０ｎｍ）からなる活
性層３１３と、ｐ−Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ｎクラッド層３１
４（Ｍｇドープ、５×１０17ｃｍ-3、層厚０．３μｍ）
と、ｐ−ＧａＮクラッド層３１５（Ｍｇドープ、５×１
０18ｃｍ-3、層厚０．２μｍ）と、ｎ−ＧａＮ電流阻止
層３１６（Ｓｉドープ、５×１０18ｃｍ-3、層厚０．５
μｍ）と、ｐ−ＧａＮコンタクト層３１７（Ｍｇドー
プ、５×１０18ｃｍ-3、層厚０．２μｍ）とが青色半導
体レーザ部として順に設けられ、一方、ｎ−ＧａＡｓ基
板３０１上に、ｎ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層３０２
と、量子井戸活性層３０３と、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラ
ッド層３０４と、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層３０５と、ｐ
−ＧａＡｓコンタクト層３０６とが赤色半導体レーザ部
として順に設けられ、かつ、両レーザ部のｐ−ＧａＮコ
ンタクト層３１７とｐ−ＧａＡｓコンタクト層３０６と
がＧａＮとＧａＡｓからなるアモルファス層３１８を介
して接着されている。さらに、この半導体レーザ装置に
おいては、赤色素子用ｎ側電極３０７と、ｐ側共通電極
３０８とが設けられている。
【０１１２】同図中の青色半導体レーザ部となる六方晶
構造結晶３１１から３１７は、第５の実施の形態と同様
に、サファイア基板上に２回のＭＯＣＶＤ法により成長
され、ｐ−ＧａＮコンタクト層３１７表面は鏡面研磨す
る。一方、同図中の赤色半導体レーザ部となる立方晶構
造結晶３０２から３０６は、ｎ−ＧａＡｓ基板３０１上
に３回のＭＯＣＶＤ法により成長され、ｐ−ＧａＡｓコ
ンタクト層３０６表面は鏡面研磨する。
【０１１３】次に、第５の実施の形態の場合と同様に図
７に示されるように、青色半導体レーザ部の基板表面の
＜１１２- ０＞方位と赤色半導体レーザ部の基板表面の
＜０１１＞方位が窒素雰囲気炉８０のカーボンサセプタ
ー８２に面するように縦に配置し、且つ共振器ストライ
プが重なるように表面どおしを接触させ、７００℃にて
加圧接着させることで、界面に１０ｎｍ程度のアモルフ
ァス層３１８を形成する。
【０１１４】窒素雰囲気炉８０から取り出した基板は、
研磨またはドライエッチング等の手法によりサファイア
層を取り除き、ｎ−ＧａＮコンタクト層３１１を露出さ
せ、さらにｎ−ＧａＡｓ基板３０１を８０μｍまで鏡面
研磨する。
【０１１５】次に、ｎ−ＧａＮコンタクト層３１１表面
には青色素子用ｎ側電極３１０を、ｎ−ＧａＡｓ基板３
０１表面には赤色素子用ｎ側電極３０７を形成する。最
後に、青色レーザ素子部３１０から３１７まで及びアモ
ルファス層３１８の一部を研磨またはドライエッチング
等の手法により取り除き、共通のｐ側電極３０８形成す
る。
【０１１６】このようにして得られたウェハをＧａＡｓ
半導体基板の＜０１１＞に対して劈開する。このように
して青色半導体レーザ端面及び赤色半導体レーザ端面
は、ＧａＡｓ基板の自然劈開の推進力による誘導で５ｎ
ｍ以下の平坦さで同時に得られた。
【０１１７】以上のように作成された本実施の形態の半
導体レーザ装置では、閾値電流７０ｍＡ、発振波長４２
０ｎｍ、動作電圧４Ｖの青色半導体レーザと、閾値電流
３０ｍＡ、発振波長６５０ｎｍ、動作電圧２．４Ｖの赤
色半導体レーザが得られ、集積化による遜色は無かっ
た。
【０１１８】上述したように、本発明の実施の形態に係
る半導体レーザ装置及びその製造方法によれば、六方晶
構造結晶からなる青色半導体レーザ部と立方晶構造結晶
からなる赤色半導体レーザ部との劈開方位を合わせて接
着面にアモルファス層３１８が形成されるように接着
し、かつ、誘導劈癖して良好なミラー面を作るようにし
たので、第５の実施の形態の場合と同様な効果が得られ
る他、従来の光ディスク用赤色光源と次世代光ディスク
用青色光源を一体化する多色光源の集積化レーザ装置を
容易に製造することができる。
【０１１９】本集積化レーザ装置により、システムの互
換性を図ることが容易になり、特にレーザ光源のパッケ
ージングや光学系アライメントの共有による低コスト化
やサイズ縮小を容易にすることができる。
【０１２０】なお、上記各実施の形態において説明した
構造は、再現良く簡単なプロセスで製造することができ
るものであり、その有用性は絶大である。さらに、本発
明は各実施の形態に限られるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【０１２１】例えば六方晶型を有する半導体層としてＳ
ｉＣなども適用可能で、立方晶型として他のIII −Ｖ族
化合物半導体、II−VI族化合物半導体、Ｓｉ、Ｇｅなど
を用いても良い。さらに、成長層した立方晶型の一部に
六方晶型が混在しても良い。また、導電性が逆の場合に
も適応できることは言うまでもない。その他、受光素
子、トランジスターなどの電子デバイス分野へも適用が
可能であり、また組み合わせにも適用が可能である。
【０１２２】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、六
方晶型の半導体素子部に立方晶型の結晶を一体にして設
け、立方晶型のへき開により素子部を誘導へき開するよ
うにしたので、半導体レーザ等における共振器ミラーを
容易に形成することができる半導体素子及びその製造方
法を提供することができる。
【０１２３】また、サファイヤ等の高抵抗基板を除去
し、半導体積層方向に通電させることが可能となったの
で、素子抵抗が十分に低く、信頼性の高い半導体素子及
びその製造方法を提供することができる。
【０１２４】さらに、ミラー形成及び電流狭窄構造形成
が容易であるばかりか、素子抵抗が十分に低く、さらに
は集積化に優れたナイトライド系の半導体発光素子及び
その製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体素子と
しての青色半導体レーザ装置の概略構成を示す断面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る半導体素子と
しての青色半導体レーザ装置の概略構成を示す断面図。
【図３】同実施の形態の半導体素子の製造方法について
の説明図。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る半導体素子と
しての青色半導体レーザ装置の概略構成を示す断面図。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る半導体素子と
しての青色半導体レーザ装置の概略構成を示す断面図。
【図６】本発明の第５の実施の形態に係る青色半導体レ
ーザ装置の概略構成を示す断面図。
【図７】半導体レーザ装置における結晶接着工程を示す
説明図。
【図８】本発明の第６の実施の形態に係る青色半導体レ
ーザ装置の概略構成を示す断面図。
【図９】本発明の第７の実施の形態に係る青色半導体レ
ーザと赤色半導体レーザを集積した半導体レーザ装置の
概略構成を示す断面図。
【符号の説明】
１１…ＩｎＰ基板、１２…サファイヤ基板、１３…ｎ−
ＧａＮ層、１４…ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層、１５…Ｇ
ａＮ活性層、１６…ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層、１７…
ＧａＮコンタクト層、１８…ｐ側電極、１９…ｎ側電
極、２１…ｎ−ＩｎＰ基板、２２…ｎ−ＧａＮ層、２３
…ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層、２４…ＩｎＧａＮ活性
層、２５…ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層、２６…ＧａＮコ
ンタクト層、２７…ＳｉＯ2 による電流狭窄層、２８…
ｐ側電極、２９…ｎ側電極、３１…サファイヤ基板、３
２…ＡｌＮバッファー層、３３…ダブロヘテロ構造部、
５１…ＧａＰ基板、５２…ｎ−ＧａＮ層、５３…ｎ−Ａ
ｌＧａＮクラッド層、５４…ＧａＮ光閉じ込め層、５５
…ＩｎＧａＮ活性層、５６…ＧａＮ光閉じ込め層、５７
…ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層、５８…ＧａＮコンタクト
層、５９…ＩｎＮコンタクト層、６０…ＧａＰコンタク
ト層、７１…ｐ側電極、７２…ｎ側電極、６１…ＩｎＰ
基板、６２…ＧａＮ層、６３…ＡｌＮ，ＧａＮの５対か
らなるブラッグ反射層、６４…青色レーザ部、６５…黄
色レーザ部、６６…赤色レーザ部、６７…ｐ側電極、６
８…ｎ側電極、８０…窒素雰囲気炉、８１…ヒータ、８
２…カーボンサセプター、８３…六方晶半導体発光素子
を有する基板８３、８４…立方晶導電性半導体基板、８
５…カーボンブロック、１１１…ｎ−ＧａＮコンタクト
層、１１２…ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層、１１３…Ｉｎ
ＧａＮを有する活性層、１１４…ｐ−ＡｌＧａＮクラッ
ド層、１１５…ｐ−ＧａＮクラッド層、１１６…ｎ−Ｇ
ａＮ電流阻止層、１１７はｐ−ＧａＮコンタクト層、１
１８…ｐ−ＧａＡｓ基板、１１９…ＧａＮとＧａＡｓか
らなるアモルファス層、１２０…ｎ側電極、１２１…ｐ
側電極、２１１…ｎ−ＧａＮコンタクト層、２１２…ｎ
−ＡｌＧａＮクラッド層、２１３…ＩｎＧａＮを有する
活性層、２１４…ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層、２１５…
ｐ−ＧａＮコンタクト層、２１６…ＳｉＯ2 絶縁膜、２
１７…ｐ側電極金属、２１８…オーミック電極、２１９
…ｐ−ＧａＡｓ基板、２１０…ｎ側電極、２２０…ｐ側
電極、３１０…青色素子用ｎ側電極、３１１…ｎ−Ｇａ
Ｎコンタクト層、３１２…ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層、
３１３…ＩｎＧａＮを有する活性層、３１４…ｐ−Ａｌ
ＧａＮクラッド層、３１５…ｐ−ＧａＮクラッド層、３
１６…ｎ−ＧａＮ電流阻止層、３１７はｐ−ＧａＮコン
タクト層、３１８…ＧａＮとＧａＡｓからなるアモルフ
ァス層、３０１…ｎ−ＧａＡｓ基板、３０２…ｎ−Ｉｎ
ＧａＡｌＰクラッド層、３０３…量子井戸活性層、３０
４…ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層、３０５…ｎ−Ｇａ
Ａｓ電流阻止層、３０６…ｐ−ＧａＡｓコンタクト層、
３０７…赤色素子用ｎ側電極、３０８…ｐ側共通電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤本 英俊 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 波多腰 玄一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 菅原 秀人 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 石川 正行 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 ジョン・レニー 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 斎藤 真司 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 六方晶型の半導体からなる素子部を有す
    る半導体素子において、立方晶型の結晶部を前記素子部
    と一体にして備えたことを特徴とする半導体素子。
  2. 【請求項２】 六方晶型の半導体からなる素子部を有す
    る半導体素子において、立方晶型の半導体基板もしくは
    半導体層からなる結晶部を前記素子部と一体にして備
    え、立方晶型の前記結晶部における［０１１］方位又は
    ［０１１- ］方位が、前記素子部を構成する六方晶型の
    半導体の整数表記で決定される方位と一致することを特
    徴とする半導体素子。
  3. 【請求項３】 前記半導体の整数表記で決定される方位
    は、＜１１２- ０＞方位であることを特徴とする請求項
    ２記載の半導体素子。
  4. 【請求項４】 前記素子部は、窒素を含む化合物半導体
    からなる半導体光発光素子であることを特徴とする請求
    項１乃至３何れか一項記載の半導体素子。
  5. 【請求項５】 六方晶構造の半導体発光素子構造部を有
    する半導体発光素子において、立方晶構造の導電性半導
    体基板を一体に備え、かつ、前記半導体発光素子構造部
    を形成する半導体層のひとつの劈開面方位が前記立方晶
    構造の導電性半導体基板の劈開面方位と一致しているこ
    とを特徴とする半導体発光素子。
  6. 【請求項６】 六方晶構造の半導体発光素子構造部を有
    する半導体発光素子において、立方晶構造の導電性半導
    体基板を一体に備え、かつ、前記半導体発光素子構造部
    と前記導電性半導体基板との間には、当該半導体発光素
    子構造部及び当該導電性半導体基板の構成元素を有する
    アモルファス層が設けられたことを特徴とする半導体発
    光素子。
  7. 【請求項７】 基板上に六方晶型の半導体からなる素子
    部を成長させ、別途に用意した立方晶型の半導体基板と
    接触させ、少なくとも熱処理を含む工程を経て、前記素
    子部と前記半導体基板とを接着せしめることを特徴とす
    る半導体素子の製造方法。
  8. 【請求項８】 前記素子部は、Ａｌを含む層を有し、前
    記Ａｌを含む層をエッチングすることにより、前記六方
    晶型の半導体の成長時に用いた前記基板を除去すること
    を特徴とする請求項７記載の半導体素子の製造方法。
  9. 【請求項９】 基板上に六方晶型の半導体を成長させ、
    連続して、又は成長後に何らかの工程を経た後、立方晶
    型の半導体を成長させることを特徴とする半導体素子の
    製造方法。
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000174346A (ja) * 1998-12-01 2000-06-23 Mitsubishi Cable Ind Ltd 発光装置
JP2000196197A (ja) * 1998-12-30 2000-07-14 Xerox Corp 成長基板が除去された窒化物レ―ザダイオ―ドの構造及び窒化物レ―ザダイオ―ドアレイ構造の製造方法
JP2000196203A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Sharp Corp 半導体レ―ザ及びその製造方法
WO2000060710A1 (fr) * 1999-03-31 2000-10-12 Japan As Represented By Director General Of Agency Of Industrial Science And Technology Amplificateur optique de surface et son procede de production
US6303405B1 (en) 1998-09-25 2001-10-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting element, and its manufacturing method
JP2001291930A (ja) * 2000-04-06 2001-10-19 Mitsubishi Chemicals Corp 半導体光デバイス装置
JP2002185080A (ja) * 2000-12-15 2002-06-28 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP2003532298A (ja) * 2000-04-26 2003-10-28 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 発光半導体素子
JP2006339646A (ja) * 2005-05-31 2006-12-14 Samsung Electro Mech Co Ltd 白色発光素子およびその製造方法
JP2007073986A (ja) * 2000-10-17 2007-03-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh ＧａＮベースの半導体デバイスを製造する方法
JP2007134507A (ja) * 2005-11-10 2007-05-31 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体発光素子、および半導体発光素子を作製する方法
US7388234B2 (en) 1998-07-29 2008-06-17 Sanyo Electric Co. Ltd. Semiconductor device and method of fabricating the same and method of forming nitride based semiconductor layer
JP2010087360A (ja) * 2008-10-01 2010-04-15 Kyoto Institute Of Technology 半導体基板の製造方法および半導体基板
JP2011055003A (ja) * 1998-12-30 2011-03-17 Bluestone Innovations Holdings Lp 成長基板が除去された窒化物レーザダイオードの構造及び窒化物レーザダイオードアレイ構造の製造方法
JP2014078683A (ja) * 2012-09-20 2014-05-01 Toyoda Gosei Co Ltd Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子とその製造方法および半導体発光装置

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5970080A (en) * 1996-03-07 1999-10-19 Sharp Kabushiki Kaisha Gallium nitride compound semiconductor light emitting element and method for fabricating the same
US5985687A (en) * 1996-04-12 1999-11-16 The Regents Of The University Of California Method for making cleaved facets for lasers fabricated with gallium nitride and other noncubic materials
DE19640005A1 (de) * 1996-09-27 1998-04-02 Siemens Ag Halbleitervorrichtung und Verfahren zu dessen Herstellung
JPH10150243A (ja) * 1996-11-15 1998-06-02 Sony Corp 半導体発光素子およびその製造方法
JPH10294531A (ja) * 1997-02-21 1998-11-04 Toshiba Corp 窒化物化合物半導体発光素子
JP3955367B2 (ja) * 1997-09-30 2007-08-08 フィリップス ルミレッズ ライティング カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー 光半導体素子およびその製造方法
US6599133B2 (en) * 1997-11-18 2003-07-29 Technologies And Devices International, Inc. Method for growing III-V compound semiconductor structures with an integral non-continuous quantum dot layer utilizing HVPE techniques
US6214427B1 (en) 1998-08-28 2001-04-10 General Electric Company Method of making an electronic device having a single crystal substrate formed by solid state crystal conversion
JP3262080B2 (ja) * 1998-09-25 2002-03-04 株式会社村田製作所 半導体発光素子
JP3804335B2 (ja) * 1998-11-26 2006-08-02 ソニー株式会社 半導体レーザ
JP3735638B2 (ja) * 1999-04-23 2006-01-18 ソニー株式会社 半導体レーザおよびその製造方法
US7319247B2 (en) * 2000-04-26 2008-01-15 Osram Gmbh Light emitting-diode chip and a method for producing same
TWI289944B (en) * 2000-05-26 2007-11-11 Osram Opto Semiconductors Gmbh Light-emitting-diode-element with a light-emitting-diode-chip
JP2002111134A (ja) 2000-09-29 2002-04-12 Toshiba Corp 半導体レーザ装置
JP4207781B2 (ja) * 2002-01-28 2009-01-14 日亜化学工業株式会社 支持基板を有する窒化物半導体素子及びその製造方法
KR100568701B1 (ko) * 2002-06-19 2006-04-07 니폰덴신뎅와 가부시키가이샤 반도체 발광 소자
US20040140474A1 (en) * 2002-06-25 2004-07-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device, method for fabricating the same and method for bonding the same
EP3389094A1 (en) * 2002-08-29 2018-10-17 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light-emitting device having light-emitting elements
JP2004128415A (ja) * 2002-10-07 2004-04-22 Toshiba Corp トランジスタ、ウェーハ、トランジスタの製造方法、ウェーハの製造方法および半導体層の形成方法
US20040179566A1 (en) * 2003-03-11 2004-09-16 Aharon El-Bahar Multi-color stacked semiconductor lasers
EP1697983B1 (en) 2003-12-09 2012-06-13 The Regents of The University of California Highly efficient gallium nitride based light emitting diodes having surface roughening
KR100856326B1 (ko) * 2006-07-19 2008-09-03 삼성전기주식회사 레이저 리프트 오프를 이용한 유전체 박막을 갖는 박막 커패시터 내장된 인쇄회로기판 제조방법, 및 이로부터 제조된 박막 커패시터 내장된 인쇄회로기판
JP5287406B2 (ja) * 2009-03-24 2013-09-11 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体の製造方法
JP2011065979A (ja) * 2009-08-18 2011-03-31 Sharp Corp 光源装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4734576A (en) * 1986-05-01 1988-03-29 Tektronix, Inc. Electro-optic sampler
US4955699A (en) * 1987-10-28 1990-09-11 Westinghouse Electric Corp. Precious metal doped crystals for hardening of the crystals
CA2120610C (en) * 1992-08-07 1999-03-02 Hideaki Imai Nitride based semiconductor device and manufacture thereof
US5625202A (en) * 1995-06-08 1997-04-29 University Of Central Florida Modified wurtzite structure oxide compounds as substrates for III-V nitride compound semiconductor epitaxial thin film growth

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7388234B2 (en) 1998-07-29 2008-06-17 Sanyo Electric Co. Ltd. Semiconductor device and method of fabricating the same and method of forming nitride based semiconductor layer
US7977701B2 (en) 1998-07-29 2011-07-12 Sanyo Electric Co., Ltd. Semiconductor device with SiO2 film formed on side surface of nitride based semiconductor layer
US7768030B2 (en) 1998-07-29 2010-08-03 Sanyo Electric Co., Ltd. Nitride based semiconductor device with film for preventing short circuiting
US6303405B1 (en) 1998-09-25 2001-10-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting element, and its manufacturing method
JP2000174346A (ja) * 1998-12-01 2000-06-23 Mitsubishi Cable Ind Ltd 発光装置
JP2000196203A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Sharp Corp 半導体レ―ザ及びその製造方法
JP2000196197A (ja) * 1998-12-30 2000-07-14 Xerox Corp 成長基板が除去された窒化物レ―ザダイオ―ドの構造及び窒化物レ―ザダイオ―ドアレイ構造の製造方法
JP2011055003A (ja) * 1998-12-30 2011-03-17 Bluestone Innovations Holdings Lp 成長基板が除去された窒化物レーザダイオードの構造及び窒化物レーザダイオードアレイ構造の製造方法
WO2000060710A1 (fr) * 1999-03-31 2000-10-12 Japan As Represented By Director General Of Agency Of Industrial Science And Technology Amplificateur optique de surface et son procede de production
US6480516B1 (en) 1999-03-31 2002-11-12 Japan As Represented By Secretary Of Agency Of Industrial Science And Technology Surface semiconductor optical amplifier with transparent substrate
JP2001291930A (ja) * 2000-04-06 2001-10-19 Mitsubishi Chemicals Corp 半導体光デバイス装置
JP2003532298A (ja) * 2000-04-26 2003-10-28 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 発光半導体素子
JP2007073986A (ja) * 2000-10-17 2007-03-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh ＧａＮベースの半導体デバイスを製造する方法
JP2002185080A (ja) * 2000-12-15 2002-06-28 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP2006339646A (ja) * 2005-05-31 2006-12-14 Samsung Electro Mech Co Ltd 白色発光素子およびその製造方法
US7935974B2 (en) 2005-05-31 2011-05-03 Samsung Led Co., Ltd. White light emitting device
JP4699287B2 (ja) * 2005-05-31 2011-06-08 サムソン エルイーディー カンパニーリミテッド． 白色発光素子およびその製造方法
JP2007134507A (ja) * 2005-11-10 2007-05-31 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体発光素子、および半導体発光素子を作製する方法
JP2010087360A (ja) * 2008-10-01 2010-04-15 Kyoto Institute Of Technology 半導体基板の製造方法および半導体基板
JP2014078683A (ja) * 2012-09-20 2014-05-01 Toyoda Gosei Co Ltd Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子とその製造方法および半導体発光装置
US9444009B2 (en) 2012-09-20 2016-09-13 Toyoda Gosei Co., Ltd. Group-III nitride compound semiconductor light emitting element, manufacturing method therefor and semiconductor light emitting device

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