專利名稱：氮化物半導(dǎo)體激光元件和氮化物半導(dǎo)體元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有含In的活性層的氮化物半導(dǎo)體激光元件和激光二極管、發(fā)光二極管(LED)、受光元件、高頻率晶體管、高耐壓晶體管等氮化物半導(dǎo)體元件。尤其涉及一種通過使用具有特定的偏角(オフ )的氮化物半導(dǎo)體基板而改善了元件特性的氮化物半導(dǎo)體激光元件和氮化物半導(dǎo)體元件。
背景技術(shù)：
由GaN等的氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的激光元件的振蕩波長(zhǎng)為370nm以下的紫外區(qū)域到500nm以上的波長(zhǎng)區(qū)域，應(yīng)用范圍較寬。形成如上所述的激光元件的基板，可以利用被稱作ELOG(Epitaxially Lateral Overgrowth)法的橫向生長(zhǎng)來形成。
該技術(shù)中，在形成了帶有周期性條紋狀開口部的SiO2掩膜圖案的底層基板上，使GaN橫向生長(zhǎng)，形成GaN層。然后通過除去底層基板制造只由GaN層構(gòu)成的基板。橫向生長(zhǎng)區(qū)域的GaN可成為位錯(cuò)較低的區(qū)域。由于低位錯(cuò)化的GaN的結(jié)晶性良好，因此使用該GaN作為基板時(shí)，能夠使氮化物半導(dǎo)體激光元件的壽命特性提高。
另外，氮化物半導(dǎo)體激光元件在元件特性的改善方面也被提出了相關(guān)要求。因此，對(duì)于基板不僅要求基板本身的低位錯(cuò)化，還要求它能夠使具有良好結(jié)晶性的氮化物半導(dǎo)體層在其上面生長(zhǎng)。再有，為了使氮化物半導(dǎo)體元件實(shí)用化，基板本身的大口徑化也是必不可少的。
因此，有人提出了在由六方晶系的氮化物系半導(dǎo)體構(gòu)成的基板中，從(0001)面沿規(guī)定方向形成1°以上且20°以下的偏角的基板(參考文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1特開2002-16000號(hào)公報(bào)但是該氮化物半導(dǎo)體基板中，偏角的傾斜范圍和偏角的傾斜方向的范圍較寬，因而激光元件內(nèi)的In、Al等的組成、雜質(zhì)等的分布散亂。尤其是在具有含In的活性層的激光元件中，因振蕩波長(zhǎng)的不同會(huì)引起閾值電流的上升。在理論上氮化物半導(dǎo)體激光元件可以在較寬范圍的波長(zhǎng)帶產(chǎn)生激光振蕩，而實(shí)際上如果不使組成分布例如活性層內(nèi)的In分布均勻，則不可能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
另外，制造1英寸以上大口徑化的基板時(shí)，該基板的主面上會(huì)殘留有坑和溝，因而有時(shí)必需利用形成在基板上的氮化物半導(dǎo)體層，對(duì)其表面進(jìn)行平坦化處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述的情況而提出的，其目的在于在寬范圍的波長(zhǎng)帶中，使氮化物半導(dǎo)體層的組成分布、例如活性層的結(jié)晶性和In含量均勻，從而提供一種壽命特性和元件特性更加優(yōu)良的元件。
本發(fā)明的第1氮化物半導(dǎo)體激光元件的特征是，在氮化物半導(dǎo)體基板的主面上具有第1導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層、含有In的活性層、導(dǎo)電型不同于第1導(dǎo)電型的第2導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層和形成在所述第2導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層上的條紋狀的隆起部，且所述氮化物半導(dǎo)體基板的主面相對(duì)于基準(zhǔn)結(jié)晶面，至少在與所述條紋狀的隆起部大致平行的方向上具有偏角a(θa)。
另外，第2個(gè)氮化物半導(dǎo)體激光元件的特征是，在氮化物半導(dǎo)體基板的主面上具有第1導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層、活性層、導(dǎo)電型不同于第1導(dǎo)電型的第2導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層和形成在所述第2導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層上的條紋狀的隆起部，且所述氮化物半導(dǎo)體基板的主面相對(duì)于基準(zhǔn)結(jié)晶面，在與所述條紋狀的隆起部大致平行的方向上具有偏角a(θa)并在大致垂直的方向上具有偏角b(θb)。
本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體元件的特征是，在氮化物半導(dǎo)體基板的主面上依次具有第1導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層、活性層、導(dǎo)電型不同于第1導(dǎo)電型的第2導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層，所述氮化物半導(dǎo)體基板的主面在相對(duì)于M面(1-100)大致垂直的方向上具有偏角a(θa)，在大致平行的方向上具有偏角b(θb)，并且滿足|θa|＞|θb|的關(guān)系。
在上述的元件中優(yōu)選具備以下條件中的1種以上(1)所述基準(zhǔn)結(jié)晶面是(0001)面、(11-20)面或(1-100)面；或者(2)所述氮化物半導(dǎo)體基板的主面具有由(0001)面構(gòu)成的第1區(qū)域和至少具有不同于第1區(qū)域的結(jié)晶生長(zhǎng)面的第2區(qū)域；或者(3)所述第2區(qū)域是(000-1)面；或者(4)所述氮化物半導(dǎo)體基板的主面具有大致平行的所述第1區(qū)域和所述第2區(qū)域；或者(5)第1區(qū)域配置于隆起的正下方；或者(6)滿足0.1°≤|θa|≤0.7°；或者(7)滿足|θa|＞|θb|；或者(8)第1導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層中含有橫向生長(zhǎng)的Al；或者(9)第1區(qū)域和第2區(qū)域的極性被分割為條紋狀。
另外，上述元件優(yōu)選在第1導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層和第2導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層之間形成含有活性層的中心區(qū)域，并在所述第1導(dǎo)電型和第2導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層的至少一方中，從所述中心區(qū)域的最外層開始依次具有第1氮化物半導(dǎo)體層和第2氮化物半導(dǎo)體層，且所述中心區(qū)域的最外層和所述第1氮化物半導(dǎo)體層之間以及所述第1氮化物半導(dǎo)體層和所述第2氮化物半導(dǎo)體層之間具有折射率差。
這時(shí)，優(yōu)選具備以下條件中的1種以上(a)第1氮化物半導(dǎo)體層的折射率比所述中心區(qū)域的最外層還低；或者(b)第2氮化物半導(dǎo)體層的折射率比第1氮化物半導(dǎo)體層還低；或者(c)中心區(qū)域的最外層和第1氮化物半導(dǎo)體層的折射率差(Δn1)和/或第1氮化物半導(dǎo)體層和第2氮化物半導(dǎo)體層的折射率差(Δn2)為0.004～0.03；或者(d)n型氮化物半導(dǎo)體層從與中心區(qū)域的最外層相接的第1n型氮化物半導(dǎo)體層開始依次具有第m的(m≥2)n型氮化物半導(dǎo)體層，p型氮化物半導(dǎo)體層具有與所述中心區(qū)域的最外層相接的第1p型氮化物半導(dǎo)體層，第m(m≥2)的n型氮化物半導(dǎo)體層的折射率比第1p型氮化物半導(dǎo)體層的折射率高；或者(e)第m(m≥2)的n型氮化物半導(dǎo)體層和第1p型氮化物半導(dǎo)體層的折射率差(Δn)為0.004～0.03；或者(f)第m(m≥2)的n型氮化物半導(dǎo)體層和所述中心區(qū)域的最外層的折射率差(Δnm)為0.007～0.05。
根據(jù)本發(fā)明的元件，氮化物半導(dǎo)體基板的主面在規(guī)定方向上具有偏角，因此能夠使氮化物半導(dǎo)體層的組成分布和膜厚分布例如活性層的結(jié)晶性或In含量均勻。這是因?yàn)槟軌蜻M(jìn)行以原子面的臺(tái)階(段差)為起點(diǎn)的平坦的結(jié)晶生長(zhǎng)。由此，在基板的主面上生長(zhǎng)的半導(dǎo)體層的界面中，具有高低差的凹凸臺(tái)階得到了抑制，在振蕩波長(zhǎng)有可能實(shí)現(xiàn)從365nm以下的紫外區(qū)域到500nm以上的長(zhǎng)波長(zhǎng)區(qū)域的范圍的活性層中，能夠使組成分布均勻化。而且能夠獲得在如上所述的寬范圍的波長(zhǎng)帶中壽命特性和元件特性優(yōu)良的元件。
另外，本發(fā)明的元件中，在規(guī)定的半導(dǎo)體層之間具有規(guī)定的折射率差時(shí)，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整由活性層發(fā)出的光的停留區(qū)域并鎖住穩(wěn)定后的光，能夠提高COD水平。進(jìn)而能夠減小對(duì)于光強(qiáng)度分布的垂直方向的擴(kuò)展角，使形狀(aspect)比最優(yōu)化或減小到2以下。其結(jié)果，可以防止因光的泄漏而產(chǎn)生的閾值電壓的增大，提高光輸出效率，得到聚光率良好并且具有高可靠性的元件。


圖1是本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體激光元件的模式立體圖。
圖2是本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體基板的模式截面圖。
圖3是用于說明本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體基板的偏角的圖。
圖4是用于說明本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體基板的另一個(gè)偏角的圖。
圖5是以往的氮化物半導(dǎo)體激光元件的微型PL測(cè)定數(shù)據(jù)。
圖6是本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體激光元件的微型PL測(cè)定數(shù)據(jù)。
圖7是表示本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體基板的一制造工序的截面圖。
圖8是表示本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體激光元件的一制造工序的截面圖。
圖9是表示本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體激光元件的壽命數(shù)據(jù)的圖。
圖10是用微型·光致發(fā)光器(μ-PL)測(cè)定的本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體激光元件中的活性區(qū)域的混晶起伏的截面圖(a)和觀察了氮化物半導(dǎo)體層的表面狀態(tài)的截面圖(b)。
圖11是用微型·光致發(fā)光器(μ-PL)測(cè)定的比較例1的氮化物半導(dǎo)體激光元件中的活性區(qū)域的混晶起伏的截面圖(a)和觀察了氮化物半導(dǎo)體層的表面狀態(tài)的截面圖(b)。
圖12是用微型·光致發(fā)光器(μ-PL)測(cè)定的比較例2的氮化物半導(dǎo)體激光元件中的活性區(qū)域的混晶起伏的截面圖(a)和觀察了氮化物半導(dǎo)體層的表面狀態(tài)的截面圖(b)。
圖13是用微型·光致發(fā)光器(μ-PL)測(cè)定的比較例3的氮化物半導(dǎo)體激光元件中的活性區(qū)域的混晶起伏的截面圖(a)和觀察了氮化物半導(dǎo)體層的表面狀態(tài)的截面圖(b)。
圖中，101-氮化物半導(dǎo)體基板，200-氮化物半導(dǎo)體層，203-n側(cè)金屬包層(clad)，204-n側(cè)光導(dǎo)層，205-活性層，206-p側(cè)罩層，207-p側(cè)光導(dǎo)層，208-p側(cè)金屬包層，209-p側(cè)接觸層，220-埋入膜，230-p電極，240-保護(hù)膜，250-焊盤電極。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體激光元件和氮化物半導(dǎo)體元件(有時(shí)把兩者合起來稱作“元件”)中，在氮化物半導(dǎo)體基板(有時(shí)稱作“基板”)的第1主面上依次具有第1導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層(有時(shí)稱作“半導(dǎo)體層”)、活性層、第2導(dǎo)電型(和第1導(dǎo)電型不同的導(dǎo)電型)的氮化物半導(dǎo)體層。氮化物半導(dǎo)體元件可以是激光元件，也可以是LED。尤其是激光元件的時(shí)候，第2導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層中優(yōu)選具有條紋狀隆起部。
該元件可以設(shè)定成在第2導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層上具有第2電極且在基板的第2主面(與第1主面相對(duì)的主面)上具有第1電極的對(duì)置電極結(jié)構(gòu)。通過該結(jié)構(gòu)能夠使制造工序穩(wěn)定化，投入大電流，從而能夠以較高的合格率制造可以進(jìn)行高輸出振蕩的高品質(zhì)的元件。另外，也可以在第1主面?zhèn)扰渲玫?和第2電極這兩個(gè)電極。
以下說明本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體激光元件及其制造方法。
該元件如圖1(b)和圖2(a)所示，在氮化物半導(dǎo)體基板101上依次形成有第1導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層、活性層、第2導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層，在第2導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層的表面上形成有條紋狀的隆起部。
如圖1(a)、圖3(a)和(b)所示，基板101的主面從與隆起部大致平行的方向A例如 方向和[1-100]方向傾斜了偏角a(θa°)。即，基板的主面是指相對(duì)于基板中規(guī)定的基準(zhǔn)結(jié)晶面(偏角沒有傾斜的面，如C面)具有偏角a的面。
如圖4(a)和(b)所示，基板的主面除了相對(duì)于規(guī)定基準(zhǔn)結(jié)晶面，向和隆起部大致平行的方向A傾斜偏角a之外，還相對(duì)于OF面(オリフラ面)向大致垂直的方向例如[11-20]方向傾斜偏角b(θb°)。
其中，基準(zhǔn)結(jié)晶面表示例如C面、M面、A面、R面等的結(jié)晶面。其中優(yōu)選C面(0001)、M面(1-100)、A面(11-20)面等。
“偏角”是指相對(duì)于形成在基板表面上的規(guī)定的基準(zhǔn)結(jié)晶面的傾斜角。偏角優(yōu)選至少在和條紋狀隆起部大致平行的方向上形成(偏角a)，進(jìn)而在和偏角a所形成的方向垂直的方向上形成(偏角b)?！霸诖笾缕叫械姆较蛐纬伞保ɡ缪刂诠舱衩娴墓獬錾涿娣较蛳蛳滦纬傻墓舱衩娴墓夥瓷涿娣较蛳蛳滦纬?、或在與M面(1-100)大致垂直的方向上形成。由此，能夠使位于隆起部的正下方的活性層的表面形態(tài)和組成(例如，In混晶比)均勻。
偏角a的絕對(duì)值|θa|優(yōu)選為0.02°～5°、0.1°～0.7°，進(jìn)而0.15°～0.6°、0.1°～0.5°、0.15°～0.4°、0.2°～0.3°。偏角b的絕對(duì)值|θb |優(yōu)選為比0°大、0°～0.7°、0°～0.5°、0°～低于0.5°、0°～0.3°?；寰哂衅莂和b時(shí)優(yōu)選|θa |＞|θb |。由此，在基板的主面上生長(zhǎng)的半導(dǎo)體層的表面形態(tài)在面內(nèi)被平坦化。而且能夠使半導(dǎo)體層內(nèi)的Al和In等的組成分布更加均勻化。尤其能使活性層中的In組成超過5％的半導(dǎo)體層中的組成分布均勻化，而以往的基板卻很難做到這一點(diǎn)。
即如果形成上述的偏角，就能夠在從波長(zhǎng)365nm以下的紫外區(qū)域到500nm以上的長(zhǎng)波長(zhǎng)區(qū)域的范圍內(nèi)使元件特性得到提高。用微型PL觀察隆起或尖端內(nèi)時(shí)，在沒有偏角的基板上生長(zhǎng)的半導(dǎo)體層內(nèi)的活性層的In的組成起伏較大(圖5)，而使用具有上述的偏角的基板時(shí)，能夠抑制活性層的In組成的起伏(圖6)。
半導(dǎo)體層是以第1導(dǎo)電型(例如n型)半導(dǎo)體層和第2導(dǎo)電型(例如p型)半導(dǎo)體層夾住活性層的分離光鎖住型結(jié)構(gòu)(Separate ConfinementHeterostructure)。
活性層優(yōu)選含有In。由此能夠?qū)崿F(xiàn)寬范圍波長(zhǎng)帶的元件。此外也可以是多重或單一量子阱結(jié)構(gòu)。通過設(shè)置成量子阱結(jié)構(gòu)能夠提高發(fā)光效率。通過在活性層的上下具備禁帶寬度大于活性層的半導(dǎo)體層，可構(gòu)成光的波導(dǎo)。而且通過在活性層的兩側(cè)形成金屬包層(折射率較低的層)能夠關(guān)入光和載流子雙方。
第1工序具有偏角的氮化物半導(dǎo)體基板可以按照以下方法形成。
首先如圖7(a)所示，準(zhǔn)備由不同于氮化物半導(dǎo)體的材料構(gòu)成的異種基板10。異種基板例如可舉出藍(lán)寶石、GaAs、SiC、Si、尖晶石、SiO2、SiN、ZnO等。異種基板10的表面中，優(yōu)選將后面生長(zhǎng)的氮化物半導(dǎo)體的生長(zhǎng)面設(shè)為(0001)面、(11-20)面或(1-100)面。
在異種基板10的表面上，使由AlxGa1-xN(0≤x≤1)構(gòu)成的緩沖層生長(zhǎng)。緩沖層是在900℃以下的生長(zhǎng)溫度下，通過例如MOCVD法在減壓～大氣壓下生長(zhǎng)的。本發(fā)明中，半導(dǎo)體層可以采用例如有機(jī)金屬化學(xué)氣相生長(zhǎng)(MOCVD)法、鹵化物氣相外延生長(zhǎng)(HVPE)法、分子射線外延(MBE)法等氣相生長(zhǎng)法、所有公知的使氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)的方法。
之后，如圖7(b)所示，通過緩沖層在異種基板10表面形成凸部10a。
接著，使位錯(cuò)被降低的氮化物半導(dǎo)體層100生長(zhǎng)。該半導(dǎo)體層100的膜厚為50μm～10mm，優(yōu)選100μm～1000μm。膜厚在上述范圍時(shí)，在后工序中能夠使偏角的形成和處理較容易。
接著，如圖7(c)所示，通過研磨、磨削、電磁波照射(激元激光照射等)或CMP等除去異種基板，取出單體的氮化物半導(dǎo)體層100，從而得到氮化物半導(dǎo)體基板。該基板中以半導(dǎo)體層100的生長(zhǎng)面為第1主面，以除去異種基板10而得到的露出面為第2主面。
另外，異種基板也并不是必須在這時(shí)除去，也可以在形成后述的n電極之前除去，也可以不除去。
得到的氮化物半導(dǎo)體基板的第1表面優(yōu)選包括如(0001)面、(11-20)面、(1-100)面(M面)等。由此可以使基板和氮化物半導(dǎo)體層之間的界面所產(chǎn)生的位錯(cuò)降低。另外在由晶圓分割的工序中能夠以良好重復(fù)性進(jìn)行劈開等。
基板的第1表面中，位錯(cuò)也可以在面內(nèi)周期性地分布。例如可舉出采用ELO法將低位錯(cuò)密度區(qū)域(例如第1區(qū)域)和高位錯(cuò)密度區(qū)域(例如第2區(qū)域)交替地形成為條紋狀的結(jié)構(gòu)。由此可以使基板內(nèi)的應(yīng)力松弛，在無須于基板上形成應(yīng)力松弛層的條件下能夠使氮化物半導(dǎo)體層在其上生長(zhǎng)。
另外，第1區(qū)域和第2區(qū)域中的極性優(yōu)選被分割為條紋狀。由此能夠抑制基板上產(chǎn)生的應(yīng)力和形變。而且在晶圓的分割工序中能夠以良好重復(fù)性進(jìn)行劈開等。
其中，低位錯(cuò)密度區(qū)域是指每單位面積的位錯(cuò)數(shù)為1×107/cm2以下、更優(yōu)選為1×106/cm2以下、最優(yōu)選為5×105/cm2以下的區(qū)域。高位錯(cuò)密度區(qū)域只要是位錯(cuò)密度高于低位錯(cuò)密度區(qū)域的區(qū)域即可。
第1區(qū)域和第2區(qū)域交替地形成為條紋時(shí)，第1區(qū)域的寬為10μm～500μm，更優(yōu)選100μm～500μm。第2區(qū)域的寬為2μm～100μm，更優(yōu)選10μm～50μm。
上述的位錯(cuò)測(cè)定可通過CL觀察或TEM觀察等進(jìn)行。
例如，如果將形成在第1表面上的低位錯(cuò)密度區(qū)域設(shè)為(0001)面，則高位錯(cuò)密度區(qū)域可以列舉不同于(0001)面的(000-1)面、(11-20)面、(10-14)面、(10-15)面、(11-24)面等結(jié)晶生長(zhǎng)面。特別優(yōu)選(000-1)面。通過使用如上所述的具有部分結(jié)晶生長(zhǎng)面不同的面的基板，從而能夠使在基板內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力和形變松弛，在基板上無須形成應(yīng)力松弛層的條件下能夠?qū)盈B膜厚5μm以上的半導(dǎo)體層。也就是說能夠減少晶圓的彎曲和裂紋的發(fā)生。上述的條紋形狀包括形成為虛線的情況。
氮化物半導(dǎo)體的第2表面優(yōu)選具有2種以上的不同結(jié)晶生長(zhǎng)面，具體例如為(000-1)面、(0001)面、(11-20)面、(10-15)面、(10-14)面、(11-24)面等。本說明書中，表示面指數(shù)的括號(hào)內(nèi)的(-)為附加在后面數(shù)字上的符號(hào)。
基板的外周形狀沒有特別限定，可以是晶圓狀，也可以是矩形狀等。是晶圓狀時(shí)優(yōu)選為1英寸以上，更優(yōu)選2英寸以上的尺寸。
基板的、通過雙軸結(jié)晶法得到的(0002)衍射X射線搖蕩曲線的半值寬度(Full Width at Half Maximum)優(yōu)選2分以下，更優(yōu)選1分以下。
作為氮化物半導(dǎo)體基板例如可舉出由III族元素(B、Ga、Al、In等)和氮形成的化合物或混晶化合物(GaN、AlN、AlGaN、InAlGaN等)。該基板優(yōu)選含有n型或p型雜質(zhì)。該雜質(zhì)濃度為1×1017cm-3～1×1020cm-3。
該基板也可以部分具有藍(lán)寶石等的絕緣性基板。
氮化物半導(dǎo)體基板可以采用上述的2段生長(zhǎng)的ELO法、選擇生長(zhǎng)法等形成，也可以采用由在超臨界流體中進(jìn)行結(jié)晶培養(yǎng)的水熱合成法、高壓法、熔劑(flux)法、熔融法等形成的塊狀(bulk)單晶。還可以使用市售品。
接下來如圖7(d)所示，在得到的基板101的表面形成偏角。形成偏角時(shí)，在基板101的第1表面形成具有膜厚分布的掩膜(沒有圖示)，之后通過蝕刻除去掩膜，進(jìn)而對(duì)露出的基板的第1表面繼續(xù)進(jìn)行蝕刻。蝕刻可以通過濕蝕刻、干蝕刻(反應(yīng)性離子蝕刻RIE、反應(yīng)性離子束蝕刻RIBE、電子回旋共振ECR、高頻率電感偶合等離子體ICP、收束離子束FIB等)、CMP處理等進(jìn)行。其中干蝕刻由于能夠容易地控制偏角，因而比較理想。由此，在基板的第1表面上，由于在蝕刻的時(shí)候產(chǎn)生面內(nèi)分布而能夠相對(duì)于規(guī)定的方向按照規(guī)定的大小形成規(guī)定的偏角。
或者也可以使用通過研磨、磨削、激光照射基板的第1表面進(jìn)行表面處理的方法等，也可以用線狀鋸(wire saw)將塊狀的氮化物半導(dǎo)體基板切成具有偏角。特別是通過干蝕刻形成偏角時(shí)，可以采用將基板傾斜地安裝在干蝕刻裝置上，或者將基板安裝在傾斜的基板支撐臺(tái)上，然后進(jìn)行蝕刻的方法。進(jìn)而也可以預(yù)先在異種基板上形成偏角，然后使氮化物半導(dǎo)體層在其上生長(zhǎng)，從而由異種基板將偏角傳給氮化物半導(dǎo)體層，并由該氮化物半導(dǎo)體層得到基板。
得到的基板101的第1主面相對(duì)于氮化物半導(dǎo)體基板本來的表面具有偏角。通過使用該基板形成元件，在基板上生長(zhǎng)的半導(dǎo)體層內(nèi)的應(yīng)力能夠得到抑制，耐于劈開時(shí)的損傷。
第2工序下面如圖8(a)所示，在具有偏角的基板101的第1主面上介助下層(可以省略的開裂防止層)，作為氮化物半導(dǎo)體層200，依次層疊n側(cè)層、活性層、p側(cè)層。半導(dǎo)體層200例如為InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1、0≤y≤1、0≤x+y≤1)等。
首先，作為n側(cè)層，使n側(cè)金屬包層摻雜有n型雜質(zhì)的AlxGa1-xN(0≤x≤0.5)、n側(cè)光導(dǎo)層AlxGa1-xN(0≤x≤0.3)生長(zhǎng)。金屬包層和光導(dǎo)層等的名稱并不意味著它們只具有該功能(p側(cè)層也相同)，表示也具有其它的功能。如果n側(cè)金屬包層是單一層，優(yōu)選其通式為AlxGa1-xN(0≤x≤0.2)，膜厚為0.5～5μm。如果是多層，可以設(shè)置成由第1層AlxGa1-xN(0≤x≤0.5、0≤x≤0.1，0＜x≤0.3)和第2層AlyGa1-yN(0.01≤y≤1)形成的層疊結(jié)構(gòu)。n側(cè)層尤其是多層時(shí)的第1層(含有Al的半導(dǎo)體層)優(yōu)選橫向生長(zhǎng)而形成。由此可以使半導(dǎo)體層的表面更加平坦化，抑制半導(dǎo)體層內(nèi)的組成起伏。橫向生長(zhǎng)時(shí)優(yōu)選將爐內(nèi)的生長(zhǎng)溫度設(shè)定為1000℃以上，壓力設(shè)定為600Torr以下。多層的情況下，第1和第2層等的適宜膜厚為0.5～5μm。
下面作為活性層，優(yōu)選使通式InxAlyGa1-x-yN(0＜x≤1、0≤y＜1、0＜x+y≤1)表示的多重量子阱結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體層生長(zhǎng)。阱層的組成中優(yōu)選In的混晶為0＜x≤0.5。阱層和屏蔽層的適宜膜厚例如為10～300、20～300，適宜總膜厚為100～3000。將總膜厚設(shè)定為10～300的范圍時(shí)，能夠使Vf、閾值電流密度降低。通過調(diào)整Al含量能夠?qū)崿F(xiàn)從紫外區(qū)域的發(fā)光到長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的發(fā)光(例如，300nm～650nm，進(jìn)而360nm～580nm)。
多重量子阱結(jié)構(gòu)，可以是從屏蔽層開始以阱層結(jié)束、或從屏蔽層開始以屏蔽層結(jié)束、或從阱層開始以屏蔽層結(jié)束、或從阱層開始以阱層結(jié)束。理想的是從屏蔽層開始，重復(fù)2～8次一對(duì)阱層和屏蔽層，并以屏蔽層結(jié)束的結(jié)構(gòu)。特別是重復(fù)2～3次該一對(duì)阱層和屏蔽層而形成的結(jié)構(gòu)可使閾值降低，壽命特性提高，因而比較理想。
接下來，作為p側(cè)層，使電子鎖住層(可以省略)摻雜有p型雜質(zhì)的AlxGa1-xN(0≤x≤0.5)、p側(cè)光導(dǎo)層AlxGa1-xN(0≤x≤0.3)、p側(cè)金屬包層摻雜有p型雜質(zhì)的AlxGa1-xN(0≤x≤0.5)、p側(cè)接觸層摻雜有p型雜質(zhì)的AlxGa1-xN(0≤x≤1)依次生長(zhǎng)。上述的半導(dǎo)體層中還可以使In混晶。各層的膜厚為30～5μm。
半導(dǎo)體層200也可以是在基板101的第1柱面上介助低溫生長(zhǎng)緩沖層AlxGa1-xN(0≤x≤0.3)、中間層202AlxGa1-xN(0≤x≤0.3)和/或開裂防止層InxAlyGa1-x-yN(0＜x≤1、0≤y＜1、0＜x+y≤1)而使n側(cè)層生長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)。另外，可以使用在各層之間具有應(yīng)力松弛層的結(jié)構(gòu)或GRIN結(jié)構(gòu)。中間層可以是單一或多層層疊結(jié)構(gòu)。通過該中間層等，能夠使半導(dǎo)體層的表面上所產(chǎn)生的位錯(cuò)(貫通位錯(cuò)等)、坑減少。
n側(cè)金屬包層、p側(cè)金屬包層可以是單一層結(jié)構(gòu)、2層結(jié)構(gòu)或由組成比相互不同的2層所構(gòu)成的超晶格(SL)結(jié)構(gòu)。n側(cè)和p側(cè)金屬包層的總膜厚優(yōu)選為0.4～10μm。由此可以降低順方向電壓(Vf)。另外，金屬包層整體中Al的平均組成優(yōu)選為0.02～0.15。由此能夠抑制開裂的發(fā)生，獲得和激光波導(dǎo)的折射率差。
n型雜質(zhì)例如為Si、Ge、Sn、S、O、Ti、Zr、Cd等；p型雜質(zhì)例如為Mg、Be、Zn、Mn、Ca、Sr等。雜質(zhì)濃度優(yōu)選為5×1016/cm3～1×1021/cm3。特別是n型雜質(zhì)的摻雜量?jī)?yōu)選為1×1017/cm3～5×1019/cm3。由此可以減小電阻率，并且不損害結(jié)晶性。P型雜質(zhì)的摻雜量?jī)?yōu)選為1×1019/cm3～1×1021/cm3。由此可以不損害結(jié)晶性。雜質(zhì)摻雜也可以是調(diào)制摻雜。
第3工序?qū)⒃诨?01上層疊半導(dǎo)體層200而形成的晶圓，從半導(dǎo)體生長(zhǎng)裝置的反應(yīng)容器取出，并蝕刻n側(cè)層以露出至n側(cè)金屬包層。由此可以使應(yīng)力松弛。另外，該工序可以省略，通過蝕刻露出的面也不一定是n側(cè)金屬包層。蝕刻中可以通過RIE法利用Cl2、CCl4、BCl3、SiCl4氣體等氯系氣體進(jìn)行。
下面如圖8(b)所示，在p側(cè)層表面形成條紋狀的隆起部。
形成隆起部時(shí)，首先在p側(cè)層的最上層即p側(cè)接觸層209的表面上形成保護(hù)膜(沒有圖示)。該保護(hù)膜的圖案與隆起部的形狀相對(duì)應(yīng)。以該保護(hù)膜作為掩膜，蝕刻除去p側(cè)層。隆起部是限定波導(dǎo)區(qū)域的部分，寬為1.0μm～100.0μm，高(蝕刻深度)在至少露出p側(cè)金屬包層的范圍即可。共振器長(zhǎng)優(yōu)選為300μm～1000μm。當(dāng)設(shè)定為單一模式的激光時(shí)，寬優(yōu)選為1.0μm～3.0μm。隆起部的寬為5μm以上時(shí)，可以進(jìn)行1W以上的高輸出。另外，當(dāng)流過大電流時(shí)，在隆起部正下方電流會(huì)急劇向橫方向擴(kuò)展，因而隆起部的高度優(yōu)選到達(dá)p側(cè)光導(dǎo)層。隆起部?jī)?yōu)選配置在上述的低位錯(cuò)密度區(qū)域(第1區(qū)域)的上方。
第4工序之后如圖8(c)所示，用埋入膜220保護(hù)隆起部的側(cè)面。該埋入膜220的折射率小于半導(dǎo)體層，優(yōu)選從絕緣性材料中選擇。具體例如為ZrO2、SiO2、V、Nb、Hf、Ta、Al等的氧化物的單層或多層。
然后在p側(cè)接觸層209的隆起部的上面形成p電極230。優(yōu)選在p側(cè)接觸層209及埋入膜220上形成p電極230。p電極是多層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選例如Ni(50～200下層)/Au(500～3000上層)、Ni/Au/Pt(500～5000)或Ni/Au/Pd(500～5000)。
形成p電極230后，優(yōu)選在300℃以上、更理想的是在500℃以上，在氮?dú)夂?或氧氣氣氛下進(jìn)行歐姆退火。
下面如圖8(d)所示，在經(jīng)前面工序而露出的n側(cè)層的側(cè)面等上形成保護(hù)膜240。如圖2(b)所示，該保護(hù)膜至少要覆蓋n側(cè)層和p側(cè)層的側(cè)面，可以不覆蓋p電極230的一部分。
進(jìn)而，在p電極230的上面進(jìn)一步形成焊盤電極250。焊盤電極250可以設(shè)定為由Ni、Ti、Au、Pt、Pd、W等金屬構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)，例如為W/Pd/Au(1000以上)或Ni/Ti/Au(1000以上)。
第5工序如圖8(e)所示，在基板101的第2主面上形成n電極210。
n電極優(yōu)選為由選自Ti、Ni、Au、Pt、Al、Pd、W、Rh、Ag、Mo、V和Hf中的至少1種金屬在第2主面的一部分或整個(gè)面形成。由此可以容易地獲得基板和n電極的歐姆特性，粘附性良好，在對(duì)晶圓進(jìn)行分割的劈開工序等中，能夠防止電極剝落。
n電極為多層結(jié)構(gòu)時(shí)，最上層優(yōu)選為Pt或Au。由此可以提高電極的放熱性。n電極的膜厚優(yōu)選10000以下，更優(yōu)選6000以下。當(dāng)采用多層結(jié)構(gòu)的情況下，基板側(cè)優(yōu)選為V、Ti、Mo、W、Hf等(500以下，W為300以下)。如果是V的話，膜厚優(yōu)選為50～300以下，更優(yōu)選70～200。由此可以獲得良好的歐姆特性，提高耐熱性。具體可舉出Ti(100?；鍌?cè))/Al(5000)、Ti/Pt/Au(60/1000/3000)、Ti(60)/Mo(500)/Pt(1000)/Au(2100)、Ti(60)/Hf(60)/Pt(1000)/Au(3000)、Ti(60)/Mo(500)/Ti(500)/Pt(1000)/Au(2100)、W/Pt/Au、W/Al/W/Au、Hf/Al、Ti/W/Pt/Au、Ti/Pd/Pt/Au、Pd/Pt/Au、Ti/W/Ti/Pt/Au、Mo/Pt/Au、Mo/Ti/Pt/Au、W/Pt/Au、V/Pt/Au、V/Mo/Pt/Au、V/W/Pt/Au、Cr/Pt/Au、Cr/Mo/Pt/Au、Cr/W/Pt/Au等。形成n電極后，可以在300℃以上進(jìn)行退火。
n電極優(yōu)選在第2主面?zhèn)鹊某嗽诤竺娴氖够鍡l形化(バ-化)的劃線工序中將成為劃線的區(qū)域的范圍內(nèi)，形成為矩形形狀。n電極上還可以形成和n電極同樣圖案的金屬化電極。由此劃線將會(huì)變得容易，提高劈開性。金屬化電極具體為Ti-Pt-Au-(Au/Sn)、Ti-Pt-Au-(Au/Si)、Ti-Pt-Au-(Au/Ge)、Ti-Pt-Au-In、Au/Sn、In、Au/Si、Au/Ge等。
另外，該基板的第2主面上還可以形成偏角和凹凸臺(tái)階。
通過形成凹凸臺(tái)階當(dāng)以第2主面設(shè)為(000-1)面時(shí)，就能夠使(0001-1)面以外的傾斜面露出。(000-1)面以外的傾斜面優(yōu)選是顯示n極性的面中的表面積的0.5％以上，更優(yōu)選1～20％。由此可以提高n電極的歐姆特性。
其中，臺(tái)階是指界面臺(tái)階為0.1μm以上且臺(tái)階形狀例如為錐形、倒錐形的結(jié)構(gòu)。臺(tái)階的平面形狀可以選擇為條紋狀、格子狀、島狀、圓狀或多角形、矩形、梳形、網(wǎng)狀。例如，如果形成圓狀的凸部，則圓狀凸部的直徑可以設(shè)定為5μm以上。如果具有寬至少在3μm以上的凹部溝部的區(qū)域時(shí)，就不會(huì)發(fā)生電極的剝落，因而比較理想。
在第2主面中，為了露出(000-1)面以外的傾斜面，偏角在0.2～90°的范圍形成為宜。
第6工序沿與條紋狀的p電極230垂直的方向，將晶圓分割成條形(バ-)狀以形成半導(dǎo)體層的共振面。共振面優(yōu)選設(shè)定為M面(1-100)、A面(11-20)。分割方法有刀片分割、滾筒分割或壓力分割等。
該分割中，優(yōu)選通過先形成劈開輔助溝后再進(jìn)行分割的2階段進(jìn)行。由此能夠以高合格率形成共振面。
也就是說，首先從基板的第1或第2主面?zhèn)韧ㄟ^劃線形成劈開輔助溝。該溝形成在晶圓的整個(gè)面或?qū)⒁蔀闂l形的區(qū)域的晶圓的兩端。理想的是在形成條形的劈開方向上，相隔一定距離以虛線狀形成溝。由此可以抑制劈開方向彎曲，能夠容易地進(jìn)行劈開。另外，通過在第2主面形成該溝，能夠抑制FFP的波動(dòng)，防止電極的剝落。
下面通過分割器(ブレイカ一)將晶圓分割成條形狀。劈開方法有刀片分割、滾筒分割或壓力分割等。
在通過劈開形成的共振面的光反射側(cè)和/或光出射面上可以形成反射鏡。反射鏡可以利用SiO2、ZrO2、TiO2、Al2O3、Nb2O5等的介電體多層膜形成。尤其是在出射端面一側(cè)優(yōu)選Al2O3或Nb2O5。由此可以改善壽命特性。如果是通過劈開形成的共振面，就能夠以良好再現(xiàn)性形成反射鏡。
進(jìn)而對(duì)成條形狀的基板在與電極的條紋方向平行的方向上進(jìn)行分割，然后將元件片(チツプ)化。片化后的形狀優(yōu)選為矩形，共振面的寬優(yōu)選為500μm以下，更優(yōu)選400μm以下。
如上所述地得到的激光元件具有FFP的波動(dòng)得到了抑制的長(zhǎng)壽命的特性。而且由于是對(duì)置電極結(jié)構(gòu)的元件，因而接觸電阻率能夠減小到1.0E-3Ωcm2以下。
該元件也可以是在基板上具有多個(gè)波導(dǎo)區(qū)域的激光元件，也可以是具有寬隆起部的激光元件。
另外，本發(fā)明的元件優(yōu)選主要在第1導(dǎo)電型(如n型)層和第2導(dǎo)電型(如p型)層之間具有包括活性層的中心區(qū)域。
其中，中心區(qū)域是指光波導(dǎo)區(qū)域，即能夠?qū)⒂苫钚詫铀l(fā)出的光鎖住，使光波在不衰減的情況下完成波導(dǎo)的區(qū)域。通常由活性層和夾住該活性層的光導(dǎo)層構(gòu)成中心區(qū)域，其適宜膜厚為100～1.5μm。
對(duì)構(gòu)成n型和p型層的半導(dǎo)體層沒有特殊限定，例如可舉出上述的氮化物半導(dǎo)體層。
該元件中，優(yōu)選在n型和p型層的至少一方中，尤其是n型層中，鄰接于中心區(qū)域的最外層，依次配置第1氮化物半導(dǎo)體層(以下稱作“第1層”)和第2氮化物半導(dǎo)體層(以下稱作“第2層”)。
n型層中，第1層和第2層分別作為調(diào)整光的出射角的層、光導(dǎo)層和金屬包層而起作用，通過上述層的層疊能夠調(diào)整它們的功能。
即，通過使n層或p層多層化，尤其使n層多層化，可使F.F.P.變窄，能夠在不減少活性層的增益的情況下擴(kuò)大N.F.P。由此可以維持閾值電流。進(jìn)而，能夠?qū)⒐獾某錾浣嵌日{(diào)整為向上、向下，提高光輸出效率，得到聚光率良好的元件。
另外，第1層和中心區(qū)域的最外層、第2層和第1層的折射率最好互不相同，特別理想的是，第1層具有比中心區(qū)域的最外層更低的折射率和/或第2層具有比第1層具有更低的折射率。上述的層優(yōu)選設(shè)定為從中心區(qū)域的最外層開始折射率依次變低。由此通過鎖住穩(wěn)定的光，能夠使由活性層照射的光束穩(wěn)定化。其結(jié)果作為激光光源的應(yīng)用可以得到擴(kuò)展。
還有，中心區(qū)域的最外層和第1層的折射率差(Δn1)和/或第1層和第2層的折射率差(Δn2)優(yōu)選為0.004～0.03。由此可以更加適當(dāng)?shù)卣{(diào)整活性層所發(fā)出的光的停留區(qū)域，能夠鎖住穩(wěn)定的光。其結(jié)果能夠控制F.F.P的擴(kuò)展角。
另外，n型層中，與中心區(qū)域的最外層鄰接而形成的層不限于2層，可以形成3層以上，例如m層(m≥2)。其上限沒有特殊限定。從光的鎖住效果方面考慮，優(yōu)選10層以下、進(jìn)而8層以下、更進(jìn)一步優(yōu)選6層以下。特別是中心區(qū)域的最外層和第m層之間的折射率差(Δnm)優(yōu)選為0.008～0.05，更優(yōu)選0.07～0.05的范圍。通過設(shè)定為上述范圍，可以減緩光的鎖住，從而能夠在控制F.F.P的擴(kuò)展角的同時(shí)防止光的泄漏。
n型層的折射率通常可以通過其組成調(diào)整，例如，增大Al的混晶比可以使折射率變小。又如，為了獲得第1層和第2層之間的0.004～0.03的折射率差，優(yōu)選將兩者中的Al的組成比之間設(shè)定0.01～0.07的差異。
另外，當(dāng)?shù)?層和/或第2層由X層和Y層的超晶格結(jié)構(gòu)構(gòu)成時(shí)，只變化其中任何一層的膜厚，例如通過使第1層中X層變厚，第2層中X層變薄，就能夠調(diào)整n型層的折射率。
n型層中，第1層和第2層的膜厚優(yōu)選為1000～10000。當(dāng)形成第1層到第m層時(shí)，其總膜厚優(yōu)選為2000～40000。
特別是當(dāng)n型層含有AlxGa1-xN(0＜x＜1)時(shí)，優(yōu)選至少在離中心區(qū)域的最外層有500～5000的位置配置具有0.004～0.03折射率差的層，在1500～20000的位置配置具有0.004～0.03折射率差的層，更優(yōu)選再在2500～25000的位置配置具有0.004～0.03折射率差的層。由此，不管其組成和膜厚如何，都能夠防止層內(nèi)部的開裂的發(fā)生。從而能夠?qū)崿F(xiàn)更加適宜的光的鎖住。
當(dāng)n型氮化物半導(dǎo)體層側(cè)具有m層的n型氮化物半導(dǎo)體層，并且p型氮化物半導(dǎo)體層中含有第1p型半導(dǎo)體層，第m的n型氮化物半導(dǎo)體層具有比第1p型氮化物半導(dǎo)體層更高的折射率時(shí)，通過加強(qiáng)p側(cè)的光的鎖住效果，能夠進(jìn)行更加穩(wěn)定的光的鎖住。而且通過使n側(cè)的鎖住弱于p側(cè)，能夠防止n側(cè)的缺陷的發(fā)生。
如果n型層中形成了上述的第1層和第2層，則p型層中不一定要形成第1層和第2層。當(dāng)p型層上形成了第1層時(shí)，對(duì)于該第1層和中心區(qū)域的最外層之間的折射率差沒有特殊限定，例如0.01～0.2為宜。第1層優(yōu)選比中心區(qū)域的最外層的折射率小。由此可以確實(shí)進(jìn)行光的鎖住。另外第m層和第1層之間的折射率差優(yōu)選為0.004～0.03。第1層的折射率優(yōu)選比第m層的折射率小。第1層的膜厚優(yōu)選為1000-10000。第1層優(yōu)選形成為層疊GaN和AlGaN的超晶格結(jié)構(gòu)。另外，即使為了使p層的折射率比n側(cè)小，將Al的混晶比設(shè)定得較高，通過使其膜厚薄膜化也能夠防止內(nèi)部的開裂的發(fā)生，保持設(shè)備的穩(wěn)定性，即能夠使泄漏電流減少。
光導(dǎo)層由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成，只要具有足夠的形成波導(dǎo)所需的能量禁帶寬度，則對(duì)其組成、膜厚等沒有特殊限定，可以具有單層、多層、超晶格層中的任何一種結(jié)構(gòu)。具體為，在波長(zhǎng)為370～470nm時(shí)使用GaN，在比之更長(zhǎng)的波長(zhǎng)下使用InGaN/GaN的多層或超晶格層為宜。構(gòu)成光導(dǎo)層的氮化物半導(dǎo)體的組成、膜厚、結(jié)構(gòu)等在n側(cè)和p側(cè)中可以相同，也可以不同。
本發(fā)明中，中心區(qū)域、n型層和p型層的具體的層疊結(jié)構(gòu)例如可舉出第1p型氮化物半導(dǎo)體層AlGaN單層、AlGaN/GaN的多層或超晶格層、p型光導(dǎo)層AlGaN單層、GaN單層、AlGaN/GaN的多層或超晶格層、活性層InGaN單層、InGaN/InGaN的多層或超晶格層、InGaN/GaN的多層或超晶格層、n型光導(dǎo)層GaN單層、InGaN單層、AlGaN單層、GaN/AlGaN的多層或超晶格層、InGaN/AlGaN的多層或超晶格層、AlGaN/AlGaN的多層或超晶格層、第1n型氮化物半導(dǎo)體層AlGaN單層、GaN/AlGaN的多層或超晶格層、InGaN/AlGaN的多層或超晶格層、AlGaN/AlGaN的多層或超晶格層、第2n型氮化物半導(dǎo)體層AlGaN單層、GaN/AlGaN的多層或超晶格層、InGaN/AlGaN的多層或超晶格層、AlGaN/AlGaN的多層或超晶格層等。上述的層可以任意組合。特別是超晶格層的情況下，通過使一個(gè)層或兩個(gè)層中，使其組成變化或膜厚變化或組合和膜厚變化，能夠?qū)Ω鲗拥恼凵渎屎驼凵渎什钸M(jìn)行如上所述的設(shè)定。
下面表示本發(fā)明的元件的實(shí)施例。
實(shí)施例1該實(shí)施例的半導(dǎo)體激光元件的結(jié)構(gòu)如圖1(b)和圖2(a)所示。
該激光元件中，在作為主面的位錯(cuò)密度為1×106/cm2以下，并且相對(duì)于(0001)面的偏角為0.3°的由GaN所構(gòu)成的基板101上，介入低溫生長(zhǎng)緩沖層(沒有圖示)和中間層(沒有圖示)，依次層疊有n側(cè)金屬包層203、n側(cè)光導(dǎo)層204、活性層205、p側(cè)罩層206、p側(cè)光導(dǎo)層207、p側(cè)金屬包層208、p側(cè)接觸層209。
在p側(cè)接觸層209的表面形成有條紋狀的隆起部，隆起部的兩側(cè)露出了p側(cè)金屬包層208表面。
在p側(cè)金屬包層208的露出的面和隆起部的側(cè)面形成有埋入層220。
與隆起部的上面接觸并經(jīng)過埋入膜220上的區(qū)域形成有p電極230。從p電極230上的一部分開始形成有覆蓋上述的半導(dǎo)體的層疊體的側(cè)面的保護(hù)膜240。
另外，在p電極230的上面形成有p焊盤電極，在GaN基板101的背面形成有n電極210。
如上所述的半導(dǎo)體激光元件可以通過以下的制造方法形成。
氮化物半導(dǎo)體基板101首先在MOCVD反應(yīng)裝置內(nèi)配置由藍(lán)寶石或GaAs構(gòu)成的異種基板，將溫度設(shè)定為500℃。然后使用三甲基鎵(TMG)、氨(NH3)使由GaN形成的緩沖層(200)生長(zhǎng)。之后將溫度設(shè)定為1050℃，使由GaN形成的第1氮化物半導(dǎo)體層(4μm)生長(zhǎng)。
接著，將晶圓從反應(yīng)容器取出，在該第1氮化物半導(dǎo)體的表面形成條紋狀的光掩膜，通過CVD裝置形成由條紋寬10～300μm、條紋間隔(窗部)5～300μm的SiO2構(gòu)成的保護(hù)膜。
然后將晶圓轉(zhuǎn)移到HVPE裝置，使用Ga金屬、HCl氣體和氨作為原料，一邊摻雜作為n型雜質(zhì)的硅(Si)或氧(O)一邊使由GaN形成的第2氮化物半導(dǎo)體(400μm)生長(zhǎng)。如上所述，用HVPE法使100μm以上的GaN厚膜在保護(hù)膜上生長(zhǎng)，能夠使結(jié)晶缺陷減少2位以上。
通過除去異種基板可得到由第2氮化物半導(dǎo)體層構(gòu)成的GaN氮化物半導(dǎo)體基板101?；?01的膜厚為400μm左右，至少在要形成波導(dǎo)的區(qū)域中，位錯(cuò)密度為1×106/cm2以下。
將得到的基板101傾斜規(guī)定角度安裝在干蝕刻裝置上，通過施加干蝕刻在基板101的主面((0001面))上相對(duì)于該主面，沿要形成隆起部的方向上賦予0.3°的偏角a。
n側(cè)金屬包層203接著在1000℃～1080℃使用TMA(三甲基鋁)、TMG、氨、硅烷氣體，使由摻雜了1×1018/cm3～1×1019/cm3Si的Al0.03Ga0.97N形成的n側(cè)金屬包層(膜厚2μm)生長(zhǎng)。
n側(cè)光導(dǎo)層204然后停止硅烷氣體，在1000℃～1080℃使由無摻雜GaN形成的n側(cè)光導(dǎo)層(0.175μm)生長(zhǎng)。該層中也可以摻雜n型雜質(zhì)，也可以含有IN。
活性層205接著將溫度設(shè)定為900℃以下，使由摻雜了Si的In0.02Ga0.98N形成的屏蔽層(140)生長(zhǎng)，然后在同一溫度下，使由無摻雜In0.07Ga0.93N形成的阱層(70)生長(zhǎng)。屏蔽層和阱層交替地層疊2次，在最后形成屏蔽層，形成總膜厚為560的多重量子阱結(jié)構(gòu)(MQW)的活性層。
p側(cè)罩層206接著在900℃或升溫后，使用TMG、TMA、氨、Cp2Mg(環(huán)戊二烯鎂)，使禁帶寬度能量大于p側(cè)光導(dǎo)層的、由摻雜了1×1019/cm3～1×1020/cm3Mg的p型Al0.25Ga0.75N形成的p側(cè)罩層(100)生長(zhǎng)。該層可以省略。
p側(cè)光導(dǎo)層207然后停止Cp2Mg、TMA，在1000℃～1050℃使禁帶寬度能量小于p側(cè)罩層10的、由無摻雜GaN形成的p側(cè)光導(dǎo)層(約0.14μm)生長(zhǎng)。該層中也可以摻雜p型雜質(zhì)，也可以含有In。
p側(cè)金屬包層208之后在1000℃～1050℃使由無摻雜Al0.10Ga0.90N形成的層(25)生長(zhǎng)，然后停止TMA，使由摻雜有Mg的GaN形成的層(25)生長(zhǎng)，使總膜厚為0.4μm的由超晶格層形成的p側(cè)金屬包層生長(zhǎng)。
p側(cè)接觸層209在1050℃，在p側(cè)金屬包層的上面，使由摻雜了1×1020/cm3Mg的p型GaN形成的p側(cè)接觸層(150)生長(zhǎng)。
接著將晶圓從反應(yīng)容器取出，在最上層的p側(cè)接觸層的表面形成由SiO2構(gòu)成的保護(hù)膜作為掩膜，通過RIE用SiCl4氣體進(jìn)行蝕刻。由此使n側(cè)金屬包層203露出。
在p側(cè)接觸層209的表面形成由條紋狀的SiO2構(gòu)成的保護(hù)膜作為掩膜，通過RIE用SiCl4氣體進(jìn)行蝕刻。由此形成條紋狀的作為波導(dǎo)區(qū)域的隆起部。
然后用由ZrO2構(gòu)成的埋入層220保護(hù)隆起部的側(cè)面。
另外，在作為波導(dǎo)區(qū)域的隆起部的端面附近，使用光刻技術(shù)在離隆起部有一定距離的位置形成具有多個(gè)開口部的抗蝕圖，通過RIE用SiCl4氣體進(jìn)行蝕刻，直至到達(dá)n側(cè)金屬包層。由此在p側(cè)接觸層的表面形成如六角形的凹部。凹部的頂點(diǎn)間的最長(zhǎng)距離為1～10μm，優(yōu)選2～5μm。通過該凹部的形成能夠抑制波動(dòng)。該工序也可以省略。
接著在p側(cè)接觸層209和埋入層220上的表面形成由Ni(100)/Au(1500)構(gòu)成的p電極230。
之后通過濺射法使由Si氧化膜(SiO2)構(gòu)成的保護(hù)膜240(0.5μm)在p電極230上和埋入膜220上和半導(dǎo)體層的側(cè)面成膜。
然后在600℃進(jìn)行歐姆退火。
接著在沒被保護(hù)膜覆蓋的露出的p電極230上連續(xù)地依次形成Ni(1000)/Ti(1000)/Au(8000)，形成p焊盤電極250。
之后在基板的第2主面形成由V(100)/Pt(2000)/Au(3000)構(gòu)成的n電極210。
接著在基板的第1主面?zhèn)刃纬砂疾繙?深度10μm，與共振面平行的方向的寬50μm，垂直方向的寬15μm)。以該溝作為劈開輔助線，從基板的n電極的形成面?zhèn)扰_，得到以劈開面(1-100面，相當(dāng)于六角柱狀結(jié)晶的側(cè)面的面＝M面)為共振面的條形(バ-)。
在共振器面上形成介電體多層膜。
最后在與p電極230平行的方向上分割為條形，經(jīng)片(チツプ)化得到半導(dǎo)體激光元件。
把得到的多個(gè)激光元件分別設(shè)置在散熱器上，對(duì)p電極進(jìn)行電纜結(jié)合，室溫下進(jìn)行了激光振蕩試驗(yàn)。其結(jié)果，所有的激光元件在振蕩波長(zhǎng)400～420nm、閾值電流密度2.9kA/cm2、室溫的條件下都顯示出了良好的連續(xù)振蕩特性。而且能夠以良好再現(xiàn)性制造共振面上無劈開傷且如圖9所示在投入電流為140～170mA、光輸出為CW80mW、工作溫度為70℃的狀態(tài)下使用壽命為1萬小時(shí)的壽命特性尤其良好的激光元件。
對(duì)隆起部的下面以及距離活性層表面有100μm～400μm的深度方向的斷面，通過微型·光致發(fā)光器(μ-PL)測(cè)定了該激光元件的活性區(qū)域的In組成的起伏。
結(jié)果如圖6所示，活性層的In組成的起伏得到了抑制。
另外作為比較，對(duì)除基板沒有偏角外其它和實(shí)施例1同樣制作的元件也進(jìn)行了同樣的測(cè)定。結(jié)果如圖5所示，活性層的In的組成起伏較大。
實(shí)施例2除按照下表所示的構(gòu)成變化以外，制作實(shí)質(zhì)上和實(shí)施例1同樣的激光元件。
表1

和實(shí)施例1同樣地使得到的元件進(jìn)行激光振蕩。
在振蕩波長(zhǎng)460～480nm、閾值電流密度2.9kA/cm2、室溫的條件下顯示出了良好的連續(xù)振蕩。
而且能夠以良好再現(xiàn)性制造共振面上無劈開傷且在光輸出為CW80mW、工作溫度為60℃的狀態(tài)下使用壽命為3000小時(shí)的壽命特性尤其良好的長(zhǎng)波長(zhǎng)激光元件。
實(shí)施例3該實(shí)施例中使用的GaN基板是，以C面(0001)為主面，相對(duì)于M面(1-100)，垂直方向上傾斜的偏角a為0.23°、平行方向上傾斜的偏角b為0.06°。
另外，在該GaN基板的第1和第2主面上，由C面(0001)構(gòu)成的第1區(qū)域(1st)和由(000-1)面構(gòu)成的第2區(qū)域(2nd)分別以400μm和20μm的間隔形成。該實(shí)施例的激光元件具有下表所示的構(gòu)成。除此之外，其它實(shí)質(zhì)上和實(shí)施例1相同。
表2

和實(shí)施例1同樣地使得到的元件進(jìn)行激光振蕩。
在振蕩波長(zhǎng)400～420nm、閾值電流密度2.9kA/cm2、室溫條件下顯示了良好的連續(xù)振蕩。而且能夠以良好再現(xiàn)性制造共振面上無劈開傷且在光輸出為CW80mW、工作溫度為70℃的狀態(tài)下使用壽命為1萬小時(shí)的壽命特性尤其良好的激光元件。
通過微型·光致發(fā)光器(μ-PL)測(cè)定該激光元件的活性區(qū)域的混晶起伏。
結(jié)果如圖10(a)所示，在第1區(qū)域內(nèi)波長(zhǎng)均勻。
另外，還觀察了氮化物半導(dǎo)體層的表面狀態(tài)。
結(jié)果如圖10(b)所示，在第1區(qū)域內(nèi)半導(dǎo)體層的表面臺(tái)階為0.1μm以下，已完成了平坦化。
實(shí)施例4～8除了將偏角a(θa)和偏角b(θb)設(shè)定為下表所示的值以外，制作和實(shí)施例3實(shí)質(zhì)上相同的元件。
表3

和實(shí)施例1同樣地使得到的元件進(jìn)行激光振蕩，所有的都和實(shí)施例3同樣地獲得了長(zhǎng)壽命以及優(yōu)良的表面平坦性。
實(shí)施例9除了GaN基板的偏角a為0.3°、偏角b為0.05°，并且具有下表所示的構(gòu)成之外，其它實(shí)質(zhì)上和實(shí)施例1相同。
表4


和實(shí)施例1同樣地使得到的元件進(jìn)行激光振蕩。
在振蕩波長(zhǎng)403～407nm、閾值電流密度1.8～2.0kA/cm2、室溫的條件下顯示出了良好的連續(xù)振蕩。而且能夠以良好再現(xiàn)性制造在光輸出為CW200mW、工作溫度為25℃的狀態(tài)下使用壽命為10000小時(shí)以上的壽命特性尤其良好的激光元件。
實(shí)施例10除了GaN基板的偏角a為0.3°，偏角b為0.05°，并且具有下表所示的構(gòu)成之外，實(shí)質(zhì)上是和實(shí)施例1相同的元件。
表6


和實(shí)施例1同樣地使得到的元件進(jìn)行激光振蕩。
在振蕩波長(zhǎng)373～376nm、閾值電流密度2.2～2.3kA/cm2、室溫的條件下顯示出了良好的連續(xù)振蕩。而且能夠以良好再現(xiàn)性制造在光輸出為CW100mW、工作溫度為25℃的狀態(tài)下使用壽命為1000小時(shí)以上的壽命特性尤其良好的激光元件。
實(shí)施例12除了GaN基板的偏角a為0.3°，偏角b為0.05°，并且具有下表所示的構(gòu)成之外，是和實(shí)施例1基本相同的元件。
表7


和實(shí)施例1同樣地使得到的元件進(jìn)行激光振蕩。
在振蕩波長(zhǎng)442～449nm、閾值電流密度2.5kA/cm2、室溫的條件下顯示出了良好的連續(xù)振蕩。而且能夠以良好再現(xiàn)性制造在光輸出為CW30mW、工作溫度為50℃的狀態(tài)下使用壽命為10000小時(shí)的壽命特性尤其良好的激光元件。
實(shí)施例13除了GaN基板的偏角a為0.3°，偏角b為0.05°，并且具有下表所示的構(gòu)成之外，是和實(shí)施例1基本相同的元件。
通常，從若干近交系選擇F1的目標(biāo)是保持所述靶疾病的多樣性(例如癌癥的發(fā)病率和譜)，所述多樣性與在人類患者觀察到的多樣性類似，并且提供穩(wěn)定的生殖比率，從而可以更好計(jì)劃所需動(dòng)物的數(shù)量。
多種近交小鼠品系的生殖數(shù)據(jù)見下表B說明。
表B

表9


和實(shí)施例1同樣地使得到的元件進(jìn)行激光振蕩。
在振蕩波長(zhǎng)467～475nm、閾值電流密度2.9kA/cm2、室溫的條件下顯示出了良好的連續(xù)振蕩。而且能夠以良好再現(xiàn)性制造在光輸出為CW20mW、工作溫度為50℃的狀態(tài)下使用壽命為5000小時(shí)的壽命特性尤其良好的激光元件。
比較例1～3除了設(shè)定為下表所示的偏角以外，制作和實(shí)施例3基本相同的元件。
表10

和實(shí)施例3同樣地對(duì)上述元件的活性區(qū)域的混晶起伏和氮化物半導(dǎo)體層的表面狀態(tài)進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果所有的比較例中，在第1區(qū)域內(nèi)波長(zhǎng)變得不均勻。而且在第1區(qū)域內(nèi)半導(dǎo)體層有臺(tái)階，沒有被平坦化。
實(shí)施例15除了如下所述地改變半導(dǎo)體層的構(gòu)成以外，制作了和實(shí)施例1基本相同的該實(shí)施例的元件。
-作為n側(cè)層中的第2層，具有重復(fù)了220次Al0.08Ga0.92N(25)/GaN(25)的總膜厚1.1μm的超晶格結(jié)構(gòu)(平均Al混晶為4％)；-作為第1層，具有重復(fù)了60次Al0.05Ga0.95N(25)/GaN(25)的總膜厚3000的超晶格結(jié)構(gòu)(平均Al混晶為2.5％)；-作為中心區(qū)域中的n型光導(dǎo)層，具有GaN層(1700)；-作為活性層，具有重復(fù)2次由In0.05Ga0.95N構(gòu)成的屏蔽層(140)/由In0.1Ga0.9N構(gòu)成的阱層(70)，其上面形成了由In0.05Ga0.95N構(gòu)成的屏蔽層(300)的總膜厚約720的多層量子阱結(jié)構(gòu)(MQW)；-作為p型光導(dǎo)層，具有GaN(1500)；-作為p側(cè)層中的第1層，具有重復(fù)了300次Al0.1Ga0.9N(20)/GaN(20)的總膜厚4500的超晶格結(jié)構(gòu)(平均Al混晶為4.9％)。
另外，將p電極設(shè)定為Ni/Au，n電極設(shè)定為Ti/Al，作為焊盤電極，形成了Ni-Ti-Au(1000-1000-8000)。共振器長(zhǎng)為650μm。
該元件中，所有激光元件在振蕩波長(zhǎng)405nm、閾值電流密度2.8kA/cm2、室溫的條件下顯示出了良好的連續(xù)振蕩。而且能夠以良好再現(xiàn)性制造共振面上無劈開傷且在光輸出為CW5mW、工作溫度為60℃的狀態(tài)下使用壽命為2000小時(shí)以上的壽命特性尤其良好的激光元件。
另外，分別測(cè)定了該元件的擴(kuò)展角和形狀比，和下述的比較例的元件進(jìn)行了比較。其結(jié)果，擴(kuò)展角能夠減小約8％，形狀比能夠減小約6％。
比較例是在上述的元件中，不設(shè)置第2的n型氮化物半導(dǎo)體層和第1氮化物半導(dǎo)體層，而是作為n型金屬包層通過重復(fù)Al0.08Ga0.92N(25)/GaN(25)，只形成了1層總膜厚1.4μm的超晶格結(jié)構(gòu)(平均Al混晶為4％)。
實(shí)施例16該實(shí)施例中除了將n側(cè)層的第2層設(shè)定為超晶格結(jié)構(gòu)的2層結(jié)構(gòu)之外，其它和實(shí)施例15的元件相同。也就是將溫度設(shè)定為1050℃，作為原料氣體使用TMA、TMG和氨，使由無摻雜的Al0.12Ga0.88N構(gòu)成的A層生長(zhǎng)為25的膜厚，然后停止TMA，作為雜質(zhì)氣體使用硅烷氣體，使由摻雜了5×1018/cm3Si的GaN構(gòu)成的B層生長(zhǎng)為25的膜厚。然后分別重復(fù)160次該操作以層疊A層和B層，形成由總膜厚8000的多層膜(超晶格結(jié)構(gòu))構(gòu)成的第2的n型氮化物半導(dǎo)體層的下層。該第2層的下層的平均Al混晶為6％。
接著將溫度設(shè)定為1050℃，作為原料氣體使用TMA、TMG和氨，使由無摻雜的Al0.08Ga0.92N構(gòu)成的A層生長(zhǎng)為25的膜厚，然后停止TMA，作為雜質(zhì)氣體使用硅烷氣體，使由摻雜了5×1018/cm3Si的GaN構(gòu)成的B層生長(zhǎng)為25的膜厚。然后分別重復(fù)60次該操作以層疊A層和B層，形成由總膜厚3000的多層膜(超晶格結(jié)構(gòu))構(gòu)成的第2層的上層。該第2層的上層的平均Al混晶為4％。
之后和實(shí)施例15同樣地形成第1n型氮化物半導(dǎo)體層以后的層，得到氮化物半導(dǎo)體元件。
對(duì)得到的元件進(jìn)行和實(shí)施例1同樣的評(píng)價(jià)，測(cè)定擴(kuò)展角和形狀比。
其結(jié)果得到了和實(shí)施例1同樣的效果。
另外，和上述的比較例相比，擴(kuò)展角能夠減小約20％，形狀比能減小約13％。也就是說，由于光的鎖住效果得到了緩和，能夠抑制F.F.P.中的光的擴(kuò)展角度，由此能夠使形狀比減小。
本發(fā)明的元件可以應(yīng)用于光盤、光通信系統(tǒng)、印刷機(jī)、光通信系統(tǒng)、曝光、測(cè)定等的各種設(shè)備。另外，通過向?qū)τ谔囟úㄩL(zhǎng)(470～490nm附近)具有感度的物質(zhì)照射由本發(fā)明的元件得到的光，能夠檢測(cè)出有無該物質(zhì)或其位置，因而能夠用于和生物有關(guān)的激發(fā)光源等。
權(quán)利要求
1.一種氮化物半導(dǎo)體激光元件，在氮化物半導(dǎo)體基板的主面上具有第1導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層、含有In的活性層、導(dǎo)電型不同于第1導(dǎo)電型的第2導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層、和形成在所述第2導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層上的條紋狀的隆起部，其特征在于，所述氮化物半導(dǎo)體基板的主面上，相對(duì)于基準(zhǔn)結(jié)晶面，至少在與所述條紋狀的隆起部大致平行的方向上具有偏角a(θa)。
2.一種氮化物半導(dǎo)體激光元件，在氮化物半導(dǎo)體基板的主面上具有第1導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層、活性層、導(dǎo)電型不同于第1導(dǎo)電型的第2導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層、和形成在所述第2導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層上的條紋狀的隆起部，其特征在于，所述氮化物半導(dǎo)體基板的主面上，相對(duì)于基準(zhǔn)結(jié)晶面，在與所述條紋狀的隆起部大致平行的方向上具有偏角a(θa)，大致垂直的方向上具有偏角b(θb)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的元件，其中所述基準(zhǔn)結(jié)晶面為(0001)面、(11-20)面或(1-100)面。
4.如權(quán)利要求3所述的元件，其中所述氮化物半導(dǎo)體基板的主面具有由(0001)面構(gòu)成的第1區(qū)域、和至少具有不同于第1區(qū)域的結(jié)晶生長(zhǎng)面的第2區(qū)域。
5.如權(quán)利要求4所述的元件，其中所述第2區(qū)域?yàn)?000-1)面。
6.如權(quán)利要求4或5所述的元件，其中所述氮化物半導(dǎo)體基板的主面具有大致平行的所述第1區(qū)域和所述第2區(qū)域。
7.如權(quán)利要求4-6中任一項(xiàng)所述的元件，其中第1區(qū)域配置在隆起部的正下方。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的元件，其中滿足0.1°≤|θa|≤0.7°。
9.如權(quán)利要求2-8中任一項(xiàng)所述的元件，其中滿足|θa|＞|θb|。
10.如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的元件，其中第1導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層包括含有橫向生長(zhǎng)的Al的層。
11.如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的元件，其中在第1導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層和第2導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層之間，形成有含有活性層的中心區(qū)域；所述第1導(dǎo)電型和第2導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層的至少一方中，從所述中心區(qū)域的最外層開始依次具有第1氮化物半導(dǎo)體層和第2氮化物半導(dǎo)體層；所述中心區(qū)域的最外層和所述第1氮化物半導(dǎo)體層之間以及所述第1氮化物半導(dǎo)體層和所述第2氮化物半導(dǎo)體層之間具有折射率差。
12.如權(quán)利要求11所述的元件，其中第1氮化物半導(dǎo)體層的折射率低于所述中心區(qū)域的最外層。
13.如權(quán)利要求11或12所述的元件，其中第2氮化物半導(dǎo)體層的折射率低于第1氮化物半導(dǎo)體層。
14.如權(quán)利要求11-13中任一項(xiàng)所述的元件，其中中心區(qū)域的最外層和第1氮化物半導(dǎo)體層的折射率差Δn1和/或第1氮化物半導(dǎo)體層和第2氮化物半導(dǎo)體層的折射率差Δn2為0.004～0.03。
15.如權(quán)利要求11-14中任一項(xiàng)所述的元件，其中n型氮化物半導(dǎo)體層從與中心區(qū)域的最外層相接的第1n型氮化物半導(dǎo)體層開始依次具有第m的n型氮化物半導(dǎo)體層，p型氮化物半導(dǎo)體層具有與所述中心區(qū)域的最外層相接的第1p型氮化物半導(dǎo)體層，第m的n型氮化物半導(dǎo)體層的折射率高于第1p型氮化物半導(dǎo)體層，其中m≥2。
16.如權(quán)利要求15所述的元件，其中第m的n型氮化物半導(dǎo)體層和第1p型氮化物半導(dǎo)體層的折射率差Δn為0.004～0.03，其中m≥2。
17.如權(quán)利要求15或16所述的元件，其中第m的n型氮化物半導(dǎo)體層和所述中心區(qū)域的最外層的折射率差Δnm為0.007～0.05，其中m≥2。
18.一種氮化物半導(dǎo)體元件，在氮化物半導(dǎo)體基板的主面上依次具有第1導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層、活性層、導(dǎo)電型不同于第1導(dǎo)電型的第2導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層，其特征在于，所述氮化物半導(dǎo)體基板的主面上，在相對(duì)于M面(1-100)大致垂直的方向上具有偏角a(θa)，大致平行的方向上具有偏角b(θb)，并且滿足|θa|＞|θb|的關(guān)系。
19.如權(quán)利要求18所述的元件，其中滿足0.1°≤|θa|≤0.7°。
20.如權(quán)利要求18或19所述的元件，其中氮化物半導(dǎo)體基板的主面具有由C面(0001)構(gòu)成的第1區(qū)域和至少具有不同于第1區(qū)域的結(jié)晶生長(zhǎng)面的第2區(qū)域。
21.如權(quán)利要求20所述的元件，其中第1區(qū)域和第2區(qū)域的極性被分割為條紋狀。
22.如權(quán)利要求18-21中任一項(xiàng)所述的元件，其中第1導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層具有含有橫向生長(zhǎng)的Al的氮化物半導(dǎo)體層。
23.如權(quán)利要求18-22中任一項(xiàng)所述的元件，其中在第1導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層和第2導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層之間形成有含有活性層的中心區(qū)域；所述第1導(dǎo)電型和第2導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層的至少一方中，從所述中心區(qū)域的最外層開始依次具有第1氮化物半導(dǎo)體層和第2氮化物半導(dǎo)體層；所述中心區(qū)域的最外層和所述第1氮化物半導(dǎo)體層之間以及所述第1氮化物半導(dǎo)體層和所述第2氮化物半導(dǎo)體層之間具有折射率差。
24.如權(quán)利要求23所述的元件，其中第1氮化物半導(dǎo)體層的折射率低于所述中心區(qū)域的最外層。
25.如權(quán)利要求23或24所述的元件，其中第2氮化物半導(dǎo)體層的折射率低于第1氮化物半導(dǎo)體層。
26.如權(quán)利要求23-25中任一項(xiàng)所述的元件，其中中心區(qū)域的最外層和第1氮化物半導(dǎo)體層的折射率差Δn1和/或第1氮化物半導(dǎo)體層和第2氮化物半導(dǎo)體層的折射率差Δn2為0.004～0.03。
27.如權(quán)利要求18-26中任一項(xiàng)所述的元件，其中n型氮化物半導(dǎo)體層從與中心區(qū)域的最外層相接的第1n型氮化物半導(dǎo)體層開始依次具有第m的n型氮化物半導(dǎo)體層，p型氮化物半導(dǎo)體層具有與所述中心區(qū)域的最外層相接的第1p型氮化物半導(dǎo)體層，第m的n型氮化物半導(dǎo)體層的折射率高于第1p型氮化物半導(dǎo)體層，其中m≥2。
28.如權(quán)利要求27所述的元件，其中第m的n型氮化物半導(dǎo)體層和第1p型氮化物半導(dǎo)體層的折射率差Δn為0.004～0.03，其中m≥2。
29.如權(quán)利要求27或28所述的元件，其中第m的n型氮化物半導(dǎo)體層和所述中心區(qū)域的最外層的折射率差Δnm為0.007～0.05，其中m≥2。
全文摘要
一種氮化物半導(dǎo)體激光元件，是在氮化物半導(dǎo)體基板的主面上具有第1導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層、活性層、導(dǎo)電型不同于第1導(dǎo)電型的第2導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層、和形成在所述第2導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層上的條紋狀的隆起部，所述氮化物半導(dǎo)體基板的主面上，相對(duì)于基準(zhǔn)結(jié)晶面，至少在與所述條紋狀的隆起部大致平行的方向上具有偏角a(θ
文檔編號(hào)H01S5/028GK1677778SQ20051005628
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2005年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月2日
發(fā)明者松山裕司, 鈴木真二, 伊勢(shì)康介, 道上敦生, 米田章法 申請(qǐng)人:日亞化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社