JP2000244071A - Semiconductor light-emitting element and its manufacture - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、BN(窒化ホウ
素)、GaN(窒化ガリウム)、AlN(窒化アルミニ
ウム)もしくはInN(窒化インジウム)またはこれら
の混晶等のIII −V族窒化物系半導体(以下、窒化物系
半導体と呼ぶ)からなる化合物半導体層を有する半導体
発光素子およびその製造方法に関する。The present invention relates to a group III-V nitride semiconductor such as BN (boron nitride), GaN (gallium nitride), AlN (aluminum nitride) or InN (indium nitride) or a mixed crystal thereof. The present invention relates to a semiconductor light emitting device having a compound semiconductor layer made of a nitride semiconductor) and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、青色または紫色の光を発する発光
ダイオード、半導体レーザ素子等のGaN系半導体発光
素子の実用化が進んできている。2. Description of the Related Art In recent years, GaN-based semiconductor light-emitting devices such as light-emitting diodes and semiconductor laser devices that emit blue or violet light have been put into practical use.
【0003】図7は、従来のGaN系半導体レーザ素子
の一例を示す模式的断面図である。図7に示すように半
導体レーザ素子400は、サファイア基板61のc(0
001)面上に、アンドープのGaNからなる低温バッ
ファ層62、n−GaNからなるn−コンタクト層6
3、n−Al0.1 Ga0.9 Nからなるn−光クラッド層
64、n−GaNからなるn−光ガイド層65、n−M
QW(多重量子井戸)発光層66、p−Al0.1 Ga
0.9 Nからなるp−ブロック層67、p−GaNからな
るp−光ガイド層68、p−Al0.1 Ga0.9 Nからな
るp−光クラッド層69およびp−GaNからなる第1
のp−コンタクト層70が順に積層されている。第1の
p−コンタクト層70およびp−光クラッド層69の所
定領域がエッチングされてp−光クラッド層69が露出
し、リッジ部が形成されている。このように、半導体レ
ーザ素子400はリッジ導波構造を有する。FIG. 7 is a schematic sectional view showing an example of a conventional GaN-based semiconductor laser device. As shown in FIG. 7, the semiconductor laser device 400 has a c (0
On the (001) plane, a low-temperature buffer layer 62 made of undoped GaN and an n-contact layer 6 made of n-GaN
3, n-light cladding layer 64 made of n-Al 0.1 Ga 0.9 N, n-light guiding layer 65 made of n-GaN, n-M
QW (multiple quantum well) light emitting layer 66, p-Al 0.1 Ga
A p-block layer 67 made of 0.9 N, a p-light guide layer 68 made of p-GaN, a p-light cladding layer 69 made of p-Al 0.1 Ga 0.9 N, and a first layer made of p-GaN
Are sequentially stacked. Predetermined regions of the first p-contact layer 70 and the p-light cladding layer 69 are etched to expose the p-light cladding layer 69, thereby forming a ridge. As described above, the semiconductor laser device 400 has a ridge waveguide structure.
【0004】第1のp−コンタクト層70上の中央部の
ストライプ状領域を除いて電流狭窄層71が積層されて
いる。さらに、第1のp−コンタクト層70上および電
流狭窄層71上に第2のp−コンタクト層72が積層さ
れている。A current confinement layer 71 is stacked on the first p-contact layer 70 except for a central stripe region. Further, a second p-contact layer 72 is stacked on the first p-contact layer 70 and the current confinement layer 71.
【0005】第2のp−コンタクト層72上の中央部の
領域を除いて絶縁膜73が形成されるとともに、p−コ
ンタクト層72の中央部の領域上および絶縁膜73上に
p電極51が形成されている。また、絶縁膜73からn
−コンタクト層63までの一部領域がエッチングにより
除去され、露出したn−コンタクト層63上にn電極5
0が形成されている。An insulating film 73 is formed except for a central region on the second p-contact layer 72, and a p-electrode 51 is formed on the central region of the p-contact layer 72 and on the insulating film 73. Is formed. Further, n
A part of the region up to the contact layer 63 is removed by etching, and the n-electrode 5 is formed on the exposed n-contact layer 63;
0 is formed.
【0006】半導体レーザ素子400においては、リッ
ジ部の形成により、n−MQW発光層66の水平方向に
おいて屈折率の分布が生じる。また、電流狭窄層71に
より電流が狭窄され、リッジ部内に電流注入領域が形成
される。このような屈折率の分布および電流の狭窄を利
用し、水平方向の光の閉じ込め、すなわち横モードの制
御が行われる。In the semiconductor laser device 400, the distribution of the refractive index occurs in the horizontal direction of the n-MQW light emitting layer 66 due to the formation of the ridge portion. Further, the current is narrowed by the current narrowing layer 71, and a current injection region is formed in the ridge portion. By utilizing such a distribution of the refractive index and the constriction of the current, confinement of light in a horizontal direction, that is, control of a transverse mode is performed.
【0007】半導体レーザ素子400の製造の際には、
結晶成長装置において、MOCVD法(有機金属気相成
長法)により、サファイア基板(ウエハ)61上に、各
層62〜70を順に結晶成長させる。When manufacturing the semiconductor laser device 400,
In the crystal growth apparatus, the layers 62 to 70 are crystal-grown in order on a sapphire substrate (wafer) 61 by MOCVD (metal organic chemical vapor deposition).
【0008】続いて、ウエハを結晶成長装置から取り出
し、大気中において、第1のp−コンタクト層70上の
中央部の領域にNiマスクを形成する。このNiマスク
を用いて、第1のp−コンタクト層70およびp−光ク
ラッド層69をエッチングしてリッジ部を形成する。そ
の後、Niマスクを除去する。Subsequently, the wafer is taken out of the crystal growing apparatus, and a Ni mask is formed in a central region on the first p-contact layer 70 in the air. Using this Ni mask, the first p-contact layer 70 and the p-optical cladding layer 69 are etched to form a ridge. After that, the Ni mask is removed.
【0009】次に、露出した第1のp−コンタクト層7
0およびp−光クラッド層69の表面を有機溶剤、酸等
を用いて洗浄し、表面の汚れを除去する。その後、第1
のp−コンタクト層70上の中央部のストライプ状領域
にSiO2 マスクを形成し、再び結晶成長装置に戻す。Next, the exposed first p-contact layer 7
The surfaces of the 0 and p-light cladding layers 69 are washed with an organic solvent, an acid, or the like to remove dirt on the surfaces. Then the first
Then, an SiO 2 mask is formed in the central stripe region on the p-contact layer 70, and the process returns to the crystal growth apparatus.
【0010】結晶成長装置において、第1のp−コンタ
クト層70上のSiO2 マスクを除く領域上およびp−
光クラッド層69上に、n−電流狭窄層71を成長させ
る。この後、ウエハを再び結晶成長装置から取り出し、
第1のp−コンタクト層70上に形成したSiO2 マス
クを除去する。[0010] In the crystal growth apparatus, the first p-contact layer 70 on the region excluding the SiO 2 mask and the p-
On the optical cladding layer 69, an n-current confinement layer 71 is grown. Thereafter, the wafer is taken out of the crystal growing apparatus again,
The SiO 2 mask formed on the first p-contact layer 70 is removed.
【0011】再びウエハを結晶成長装置に戻し、露出し
た第1のp−コンタクト層70上および電流狭窄層71
上に、第2のp−コンタクト層72を成長させる。The wafer is returned to the crystal growth apparatus, and the exposed first p-contact layer 70 and the current confinement layer 71 are
A second p-contact layer 72 is grown thereon.
【0012】さらに、マスクパターンを用いてSiO2
膜73を形成し、SiO2 膜73からn−コンタクト層
63までの一部領域をエッチングする。最後に、n電極
50およびp電極51をそれぞれ所定の領域に形成し、
へき開により素子に分離する。Further, SiO 2 is formed using a mask pattern.
A film 73 is formed, and a partial region from the SiO 2 film 73 to the n-contact layer 63 is etched. Finally, an n-electrode 50 and a p-electrode 51 are respectively formed in predetermined regions,
Separation into elements by cleavage.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】上記のように、半導体
レーザ素子400のリッジ部および電流狭窄層71を形
成する工程においては、結晶成長装置中から大気中にウ
エハを取り出し、SiO 2 マスクの形成および除去を順
に行う。このような過程において、第1のp−コンタク
ト層70の表面に表面準位が生じる。SUMMARY OF THE INVENTION As described above, semiconductors
The ridge portion of the laser element 400 and the current confinement layer 71 are formed.
In the step of forming,
Take out eha, SiO TwoMask formation and removal
To do. In such a process, the first p-contact
A surface level is generated on the surface of the layer 70.
【0014】リッジ部の第1のp−コンタク層70に表
面準位が生じると、電流注入領域において、第1のp−
コンタクト層70と第2のp−コンタクト層72との界
面の伝導度が低下する。また、表面準位を有する第1の
p−コンタクト層70上に再成長させた第2のp−コン
タクト層72は、結晶性が悪くなる。それにより、第2
のp−コンタクト層72の正孔濃度をある程度以上に上
げることが困難になるとともに、正孔の移動度が低下す
る。したがって、発光再結合に関与する正孔濃度が減少
する。When a surface level is generated in the first p-contact layer 70 in the ridge portion, the first p-contact layer 70 in the current injection region is formed.
The conductivity at the interface between contact layer 70 and second p-contact layer 72 decreases. In addition, the second p-contact layer 72 regrown on the first p-contact layer 70 having a surface level has poor crystallinity. Thereby, the second
It becomes difficult to increase the hole concentration of the p-contact layer 72 to a certain level or more, and the mobility of holes decreases. Therefore, the concentration of holes involved in radiative recombination decreases.
【0015】これらのことに起因し、半導体レーザ素子
400において素子抵抗が増加するとともに、発光に関
与しない無効電流が増加する。それにより、半導体レー
ザ素子400の発光効率が低下する。さらに、素子抵抗
および無効電流が増加すると、素子温度が上昇するた
め、半導体レーザ素子400の結晶中に転位が増殖す
る。それにより、半導体レーザ素子400に劣化が生じ
るため、素子の信頼性が低下するとともに、寿命が短く
なる。Due to these factors, the device resistance of the semiconductor laser device 400 increases, and the reactive current not related to light emission increases. Thereby, the luminous efficiency of the semiconductor laser device 400 decreases. Further, when the element resistance and the reactive current increase, the element temperature rises, so that dislocations grow in the crystal of the semiconductor laser element 400. Thereby, the semiconductor laser element 400 is deteriorated, so that the reliability of the element is reduced and the life is shortened.
【0016】さらに、表面準位を有する第1のp−コン
タクト層70および結晶性の悪い第2のp−コンタクト
層72のために、光の損失が大きくなる。したがって、
半導体レーザ素子400のしきい値電流密度が増加す
る。Further, light loss increases due to the first p-contact layer 70 having a surface level and the second p-contact layer 72 having poor crystallinity. Therefore,
The threshold current density of the semiconductor laser device 400 increases.
【0017】本発明の目的は、しきい値電流密度が低
く、発光効率が高くかつ信頼性の高い半導体発光素子お
よびその製造方法を提供することである。An object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device having a low threshold current density, high luminous efficiency and high reliability, and a method for manufacturing the same.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段および発明の効果】第1の
発明に係る半導体発光素子は、発光層を含みかつインジ
ウム、ガリウム、アルミニウムおよびホウ素の少なくと
も1つを含む第1の窒化物系半導体層上にストライプ状
の電流注入領域が設けられ、電流注入領域における第1
の窒化物系半導体層の表面から一定深さまでが除去され
てストライプ状凹部が形成され、少なくともストライプ
状凹部内の第1の窒化物系半導体層上にインジウム、ガ
リウム、アルミニウムおよびホウ素の少なくとも1つを
含む第2の窒化物系半導体層が形成されたものである。A semiconductor light emitting device according to a first aspect of the present invention includes a light emitting layer and a first nitride semiconductor layer including at least one of indium, gallium, aluminum and boron. A stripe-shaped current injection region is provided thereon, and a first current injection region in the current injection region is provided.
A predetermined depth from the surface of the nitride-based semiconductor layer is removed to form a stripe-shaped recess, and at least one of indium, gallium, aluminum, and boron is formed on at least the first nitride-based semiconductor layer in the stripe-shaped recess. A second nitride-based semiconductor layer containing
【0019】本発明に係る半導体発光素子においては、
電流注入領域における第1の窒化物系半導体層の表面か
ら一定深さまでが除去されてストライプ状凹部が形成さ
れることにより、第1の窒化物系半導体層の表面準位が
除去され、表面準位が除去された第1の窒化物系半導体
層の再成長表面上に第2の窒化物系半導体層が形成され
ている。そのため、第1の窒化物系半導体層と第2の窒
化物系半導体層との界面における伝導度の低下が抑制さ
れ、素子抵抗が低減される。In the semiconductor light emitting device according to the present invention,
By removing a predetermined depth from the surface of the first nitride-based semiconductor layer in the current injection region to form a stripe-shaped concave portion, the surface level of the first nitride-based semiconductor layer is removed, and the surface level of the first nitride-based semiconductor layer is removed. A second nitride-based semiconductor layer is formed on the regrown surface of the first nitride-based semiconductor layer from which the position has been removed. Therefore, a decrease in conductivity at the interface between the first nitride-based semiconductor layer and the second nitride-based semiconductor layer is suppressed, and the element resistance is reduced.
【0020】また、第2の窒化物系半導体層は、表面準
位が除去された再成長表面上に形成されているので、結
晶性が良好となっている。このため、第2の窒化物系半
導体層のキャリア濃度を高くすることが可能になるとと
もに、第2の窒化物系半導体層中におけるキャリアの移
動度が向上する。それにより、発光再結合に関与するキ
ャリア濃度が高くなり、無効電流が低減される。Further, since the second nitride-based semiconductor layer is formed on the regrown surface from which surface levels have been removed, the crystallinity is good. For this reason, the carrier concentration of the second nitride-based semiconductor layer can be increased, and the mobility of carriers in the second nitride-based semiconductor layer can be improved. As a result, the carrier concentration involved in the radiative recombination increases, and the reactive current is reduced.
【0021】また、素子抵抗および無効電流の低減化が
図られているので、素子温度の上昇が抑制され、素子の
劣化が防止される。それにより、信頼性が高くかつ寿命
の長い半導体発光素子が得られる。Further, since the element resistance and the reactive current are reduced, the rise of the element temperature is suppressed, and the deterioration of the element is prevented. As a result, a semiconductor light emitting device having high reliability and long life can be obtained.
【0022】さらに、電流注入領域における第1の窒化
物系半導体層の表面準位が除去され、かつ第2の窒化物
系半導体層の結晶性が良好であるため、光の損失が低減
され、しきい値電流密度が低減される。Further, since the surface level of the first nitride-based semiconductor layer in the current injection region is removed and the crystallinity of the second nitride-based semiconductor layer is good, light loss is reduced, The threshold current density is reduced.
【0023】以上のことから、しきい値電流密度が低
く、発光効率が高くかつ信頼性の高い半導体発光素子が
得られる。As described above, a semiconductor light emitting device having a low threshold current density, high luminous efficiency and high reliability can be obtained.
【0024】第1の窒化物系半導体層の所定幅の領域に
リッジ部が形成され、リッジ部の上面にストライプ状凹
部が形成され、ストライプ状凹部の両側の第1の窒化物
系半導体層の領域上に電流狭窄層が形成され、ストライ
プ状凹部内の第1の窒化物系半導体層上に第2の窒化物
系半導体層が形成されてもよい。A ridge is formed in a region of a predetermined width of the first nitride semiconductor layer, a stripe-shaped recess is formed on the upper surface of the ridge, and the first nitride semiconductor layer on both sides of the stripe recess is formed. A current confinement layer may be formed on the region, and a second nitride-based semiconductor layer may be formed on the first nitride-based semiconductor layer in the stripe-shaped recess.
【0025】この場合、第1の窒化物系半導体層のリッ
ジ部に形成されたストライプ状凹部内に電流狭窄層によ
り電流が狭窄されて注入され、ストライプ状凹部の下方
における発光層に光導波路が形成される。In this case, a current is confined and injected into the stripe-shaped recess formed in the ridge portion of the first nitride-based semiconductor layer by the current confinement layer, and an optical waveguide is formed in the light emitting layer below the stripe-shaped recess. It is formed.
【0026】このような半導体発光素子の製造の際に
は、第1の窒化物系半導体層の所定幅の領域にリッジ部
を形成する工程および第1の窒化物系半導体層上に電流
狭窄層を形成する工程において、第1の窒化物系半導体
層に表面準位が生じる。しかしながら、リッジ部の第1
の窒化物系半導体層にストライプ状凹部が形成されるこ
とにより、ストライプ状凹部内で第1の窒化物系半導体
層の表面準位が除去され、この表面準位が除去されたス
トライプ状凹部内の第1の窒化物系半導体層上および電
流狭窄層上に第2の窒化物系半導体層が形成される。そ
れにより、電流注入領域における第1の窒化物系半導体
層の表面準位が低減されるとともに、第2の窒化物系半
導体層の結晶性が良好となる。In manufacturing such a semiconductor light emitting device, a step of forming a ridge portion in a region of a predetermined width of the first nitride-based semiconductor layer and a step of forming a current confinement layer on the first nitride-based semiconductor layer Is formed, a surface level is generated in the first nitride-based semiconductor layer. However, the first of the ridges
By forming a stripe-shaped recess in the nitride-based semiconductor layer, the surface level of the first nitride-based semiconductor layer is removed in the stripe-shaped recess, and the stripe-shaped recess in which the surface level has been removed is formed. A second nitride-based semiconductor layer is formed on the first nitride-based semiconductor layer and the current confinement layer. Thereby, the surface state of the first nitride-based semiconductor layer in the current injection region is reduced, and the crystallinity of the second nitride-based semiconductor layer is improved.
【0027】第1の窒化物系半導体層は、発光層を含む
下部層と、下部層上において電流注入領域よりも幅広の
領域に形成された上部層とにより構成され、上部層の上
面にストライプ状凹部が形成され、ストライプ状凹部の
両側の上部層上および下部層上に電流狭窄層が形成さ
れ、電流狭窄層上およびストライプ状凹部内の上部層上
に第2の窒化物系半導体層が形成されてもよい。The first nitride semiconductor layer is composed of a lower layer including a light emitting layer and an upper layer formed on the lower layer in a region wider than the current injection region, and a stripe is formed on the upper surface of the upper layer. A current confinement layer is formed on the upper layer and the lower layer on both sides of the stripe-shaped depression, and a second nitride-based semiconductor layer is formed on the current confinement layer and on the upper layer in the stripe-shaped depression. It may be formed.
【0028】この場合、第1の窒化物系半導体層の上部
層に形成されたストライプ状凹部内に電流狭窄層により
電流が狭窄されて注入され、ストライプ状凹部の下方に
おける発光層に光導波路が形成される。In this case, the current is confined and injected into the stripe-shaped concave portion formed in the upper layer of the first nitride-based semiconductor layer by the current confining layer, and the optical waveguide is formed in the light emitting layer below the stripe-shaped concave portion. It is formed.
【0029】このような半導体発光素子の製造の際に
は、第1の窒化物系半導体層上に電流狭窄層を形成する
工程において、第1の窒化物系半導体層の上部層に表面
準位が生じる。しかしながら、第1の窒化物系半導体層
の上部層にストライプ状凹部が形成されることにより、
ストライプ状凹部内で第1の窒化物系半導体層の上層部
の表面準位が除去され、この表面準位が除去されたスト
ライプ状凹部内の上部層上および電流狭窄層上に第2の
窒化物系半導体層が形成される。それにより、電流注入
領域における第1の窒化物系半導体層の表面準位が低減
されるとともに、第2の窒化物系半導体層の結晶性が良
好となる。In manufacturing such a semiconductor light emitting device, in a step of forming a current confinement layer on the first nitride-based semiconductor layer, a surface state is formed on an upper layer of the first nitride-based semiconductor layer. Occurs. However, a stripe-shaped recess is formed in the upper layer of the first nitride-based semiconductor layer,
The surface level of the upper layer portion of the first nitride-based semiconductor layer is removed in the stripe-shaped recess, and the second nitride layer is formed on the upper layer and the current confinement layer in the striped recess from which the surface level has been removed. An object-based semiconductor layer is formed. Thereby, the surface state of the first nitride-based semiconductor layer in the current injection region is reduced, and the crystallinity of the second nitride-based semiconductor layer is improved.
【0030】また、下部層の幅広の領域が一定深さまで
除去され、除去された領域上に上部層が形成されてもよ
い。この場合、第1の窒化物系半導体層の下部層上に上
部層を形成する工程において下部層に生じた表面準位が
除去され、この表面準位が除去された下部層上に上部層
が形成される。それにより、下部層の表面準位が低減さ
れるとともに、上部層の結晶性が良好となる。The wide region of the lower layer may be removed to a certain depth, and the upper layer may be formed on the removed region. In this case, the surface state generated in the lower layer in the step of forming the upper layer on the lower layer of the first nitride-based semiconductor layer is removed, and the upper layer is formed on the lower layer from which the surface state has been removed. It is formed. Thereby, the surface state of the lower layer is reduced, and the crystallinity of the upper layer is improved.
【0031】ストライプ状凹部の両側の第1の窒化物系
半導体層の領域上に電流狭窄層が形成され、電流狭窄層
上およびストライプ状凹部内の第1の窒化物系半導体層
上に第2の窒化物系半導体層が形成されてもよい。A current confinement layer is formed on the region of the first nitride semiconductor layer on both sides of the stripe-shaped recess, and a second current confinement layer is formed on the current confinement layer and on the first nitride semiconductor layer in the stripe-shaped depression. May be formed.
【0032】この場合、第1の窒化物系半導体層に形成
されたストライプ状凹部内に電流狭窄層により電流が狭
窄されて注入され、ストライプ状凹部の下方における発
光層に光導波路が形成される。In this case, a current is confined and injected into the stripe-shaped recess formed in the first nitride-based semiconductor layer by the current confinement layer, and an optical waveguide is formed in the light emitting layer below the stripe-shaped recess. .
【0033】このような半導体発光素子の製造の際に
は、第1の窒化物系半導体層上に電流狭窄層を形成する
工程において、第1の窒化物系半導体層に表面準位が生
じる。しかしながら、第1の窒化物系半導体層にストラ
イプ状凹部が形成されることにより、ストライプ状凹部
内で第1の窒化物系半導体層の表面準位が除去され、こ
の表面準位が除去された第1の窒化物系半導体層上およ
び電流狭窄層上に第2の窒化物系半導体層が形成され
る。それにより、電流注入領域における第1の窒化物系
半導体層の表面準位が低減されるとともに、第2の窒化
物系半導体層の結晶性が良好となる。In manufacturing such a semiconductor light emitting device, surface levels are generated in the first nitride semiconductor layer in the step of forming a current confinement layer on the first nitride semiconductor layer. However, the surface level of the first nitride-based semiconductor layer was removed in the stripe-shaped concave portion by forming the stripe-shaped concave portion in the first nitride-based semiconductor layer, and the surface level was removed. A second nitride-based semiconductor layer is formed on the first nitride-based semiconductor layer and the current confinement layer. Thereby, the surface state of the first nitride-based semiconductor layer in the current injection region is reduced, and the crystallinity of the second nitride-based semiconductor layer is improved.
【0034】第2の発明に係る半導体発光素子の製造方
法は、発光層を含みかつインジウム、ガリウム、アルミ
ニウムおよびホウ素の少なくとも1つを含む第1の窒化
物系半導体層を形成する工程と、ストライプ状の電流注
入領域における第1の窒化物系半導体層の表面から一定
深さまでをエッチングしてストライプ状凹部を形成する
工程と、少なくともストライプ状凹部内の第1の窒化物
系半導体層上にインジウム、ガリウム、アルミニウムお
よびホウ素の少なくとも1つを含む第2の窒化物系半導
体層を形成する工程とを備えたものである。According to a second aspect of the invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising: forming a first nitride semiconductor layer including a light emitting layer and including at least one of indium, gallium, aluminum and boron; Forming a stripe-shaped recess by etching from the surface of the first nitride-based semiconductor layer to a certain depth in the current-injected region, and forming indium on at least the first nitride-based semiconductor layer in the stripe-shaped recess. Forming a second nitride-based semiconductor layer containing at least one of gallium, aluminum, and boron.
【0035】本発明に係る半導体発光素子の製造方法に
おいては、ストライプ状の電流注入領域における第1の
窒化物系半導体層の表面から一定深さまでをエッチング
し、ストライプ状凹部を形成することにより、第1の窒
化物系半導体層の表面準位を除去し、表面準位を除去し
た第1の窒化物系半導体層の再成長表面に第2の窒化物
系半導体層を形成する。In the method for manufacturing a semiconductor light-emitting device according to the present invention, a stripe-shaped concave portion is formed by etching a predetermined depth from the surface of the first nitride-based semiconductor layer in the stripe-shaped current injection region. A surface state of the first nitride-based semiconductor layer is removed, and a second nitride-based semiconductor layer is formed on a regrown surface of the first nitride-based semiconductor layer from which the surface state has been removed.
【0036】本発明に係る製造方法により作製した半導
体発光素子においては、電流注入領域において、第1の
窒化物系半導体層と第2の窒化物系半導体層との界面に
おける伝導度の低下が抑制され、素子抵抗が低減され
る。In the semiconductor light emitting device manufactured by the manufacturing method according to the present invention, a decrease in conductivity at the interface between the first nitride semiconductor layer and the second nitride semiconductor layer is suppressed in the current injection region. Thus, the element resistance is reduced.
【0037】また、表面準位が除去された第1の窒化物
系半導体層の再成長表面上に、第2の窒化物系半導体層
を形成するため、第2の窒化物系半導体層の結晶性が良
好となる。このため、第2の窒化物系半導体層のキャリ
ア濃度を高くすることが可能になるとともに、第2の窒
化物系半導体層におけるキャリアの移動度が向上する。
それにより、発光再結合に関与するキャリア濃度が高く
なり、無効電流が低減される。Further, since the second nitride-based semiconductor layer is formed on the regrown surface of the first nitride-based semiconductor layer from which the surface levels have been removed, the crystal of the second nitride-based semiconductor layer is formed. The property becomes good. Therefore, the carrier concentration of the second nitride-based semiconductor layer can be increased, and the mobility of carriers in the second nitride-based semiconductor layer can be improved.
As a result, the carrier concentration involved in the radiative recombination increases, and the reactive current is reduced.
【0038】また、素子抵抗および無効電流の低減化が
図られているので、素子温度の上昇が抑制され、素子の
劣化が防止される。それにより、信頼性が高くかつ寿命
の長い半導体発光素子が得られる。Further, since the element resistance and the reactive current are reduced, the rise in the element temperature is suppressed and the deterioration of the element is prevented. As a result, a semiconductor light emitting device having high reliability and long life can be obtained.
【0039】さらに、電流注入領域における第1の窒化
物系半導体層の表面準位が除去され、かつ第2の窒化物
系半導体層の結晶性が良好であるため、光の損失が低減
され、しきい値電流密度が低減される。Further, since the surface level of the first nitride-based semiconductor layer in the current injection region is removed and the crystallinity of the second nitride-based semiconductor layer is good, light loss is reduced, The threshold current density is reduced.
【0040】以上のことから、しきい値電流密度が低
く、発光効率が高くかつ信頼性の高い半導体発光素子が
得られる。As described above, a semiconductor light emitting device having a low threshold current density, high luminous efficiency and high reliability can be obtained.
【0041】第1の窒化物系半導体層の所定幅の領域に
リッジ部を形成し、リッジ部の上面にストライプ状凹部
を形成し、ストライプ状凹部の両側の第1の窒化物系半
導体層の領域上に電流狭窄層を形成し、ストライプ状凹
部内の第1の窒化物系半導体層上に第2の窒化物系半導
体層を形成してもよい。A ridge portion is formed in a region of a predetermined width of the first nitride-based semiconductor layer, a stripe-shaped concave portion is formed on the upper surface of the ridge portion, and the first nitride-based semiconductor layer on both sides of the stripe-shaped concave portion is formed. A current confinement layer may be formed on the region, and a second nitride-based semiconductor layer may be formed on the first nitride-based semiconductor layer in the stripe-shaped recess.
【0042】この場合、第1の窒化物系半導体層のリッ
ジ部に形成したストライプ状凹部内に電流狭窄層により
電流が狭窄されて注入され、ストライプ状凹部の下方に
おける発光層に光導波路が形成される。In this case, a current is confined and injected into the stripe-shaped recess formed in the ridge portion of the first nitride-based semiconductor layer by the current confinement layer, and an optical waveguide is formed in the light emitting layer below the stripe-shaped recess. Is done.
【0043】上記のような半導体発光素子の製造方法に
おいては、第1の窒化物系半導体層にリッジ部を形成す
る工程および第1の窒化物系半導体層上に電流狭窄層を
形成する工程において、第1の窒化物系半導体層に表面
準位が生じる。しかしながら、リッジ部の第1の窒化物
系半導体層にストライプ状凹部を形成することにより、
ストライプ状凹部内で第1の窒化物系半導体層の表面準
位が除去され、この表面準位が除去されたストライプ状
凹部内の第1の窒化物系半導体層上および電流狭窄層上
に第2の窒化物系半導体層を形成する。それにより、電
流注入領域における第1の窒化物系半導体層の表面準位
が低減されるとともに、第2の窒化物系半導体層の結晶
性が良好となる。In the method of manufacturing a semiconductor light emitting device as described above, the steps of forming a ridge portion on the first nitride-based semiconductor layer and forming a current confinement layer on the first nitride-based semiconductor layer Then, a surface level is generated in the first nitride-based semiconductor layer. However, by forming a stripe-shaped recess in the first nitride-based semiconductor layer of the ridge portion,
The surface level of the first nitride-based semiconductor layer is removed in the stripe-shaped recess, and the first nitride-based semiconductor layer and the current confinement layer in the striped recess from which the surface state has been removed are removed. 2 are formed. Thereby, the surface state of the first nitride-based semiconductor layer in the current injection region is reduced, and the crystallinity of the second nitride-based semiconductor layer is improved.
【0044】発光層を含む下部層上に電流注入領域より
も幅広の上部層を積層することにより第1の窒化物系半
導体層を形成し、上部層の上面にストライプ状凹部を形
成し、ストライプ状凹部の両側の上部層上および下部層
上に電流狭窄層を形成し、電流狭窄層上およびストライ
プ状凹部内の上部層上に第2の窒化物系半導体層を形成
してもよい。A first nitride semiconductor layer is formed by laminating an upper layer wider than the current injection region on the lower layer including the light emitting layer, and a stripe-shaped recess is formed on the upper surface of the upper layer. The current confinement layer may be formed on the upper layer and the lower layer on both sides of the concave shape, and the second nitride-based semiconductor layer may be formed on the current confinement layer and on the upper layer in the stripe-shaped concave portion.
【0045】この場合、第1の窒化物系半導体層の上層
部に形成したストライプ状凹部内に電流狭窄層により電
流が狭窄されて注入され、ストライプ状凹部の下方にお
ける発光層に光導波路が形成される。In this case, the current is confined and injected into the stripe-shaped recess formed in the upper layer of the first nitride-based semiconductor layer by the current confinement layer, and an optical waveguide is formed in the light emitting layer below the stripe-shaped recess. Is done.
【0046】上記のような半導体発光素子の製造方法に
おいては、第1の窒化物系半導体層の上部層上に電流狭
窄層を形成する工程において、第1の窒化物系半導体層
の上部層に表面準位が生じる。しかしながら、第1の窒
化物系半導体層の上部層にストライプ状凹部を形成する
ことにより、ストライプ状凹部内で第1の窒化物系半導
体層の上層部の表面準位が除去され、この表面準位が除
去されたストライプ状凹部内の上部層上および電流狭窄
層上に第2の窒化物系半導体層を形成する。それによ
り、電流注入領域における第1の窒化物系半導体層の表
面準位が低減されるとともに、第2の窒化物系半導体層
の結晶性が良好となる。In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device as described above, the step of forming a current confinement layer on the upper layer of the first nitride-based semiconductor layer includes the steps of: Surface levels occur. However, by forming the stripe-shaped recess in the upper layer of the first nitride-based semiconductor layer, the surface level of the upper layer portion of the first nitride-based semiconductor layer in the stripe-shaped recess is removed, and this surface level is reduced. A second nitride-based semiconductor layer is formed on the upper layer and the current confinement layer in the striped concave portions from which the positions have been removed. Thereby, the surface state of the first nitride-based semiconductor layer in the current injection region is reduced, and the crystallinity of the second nitride-based semiconductor layer is improved.
【0047】また、下部層の幅広の領域を一定深さまで
エッチングし、エッチングした領域上に上部層を形成し
てもよい。この場合、第1の窒化物系半導体層の下部層
上に上部層を形成する工程において下部層に生じた表面
準位を除去し、この表面準位が除去された下部層上に上
部層を形成する。それにより、下部層の表面準位が低減
されるとともに、上部層の結晶性が良好となる。Further, the wide region of the lower layer may be etched to a certain depth, and the upper layer may be formed on the etched region. In this case, the surface state generated in the lower layer in the step of forming the upper layer on the lower layer of the first nitride-based semiconductor layer is removed, and the upper layer is formed on the lower layer from which the surface state has been removed. Form. Thereby, the surface state of the lower layer is reduced, and the crystallinity of the upper layer is improved.
【0048】ストライプ状凹部の両側の第1の窒化物系
半導体層の領域上に電流狭窄層を形成し、電流狭窄層上
およびストライプ状凹部内の第1の窒化物系半導体層上
に第2の窒化物系半導体層を形成してもよい。A current confinement layer is formed on the region of the first nitride-based semiconductor layer on both sides of the stripe-shaped recess, and a second current confinement layer is formed on the current confinement layer and on the first nitride-based semiconductor layer in the stripe-shaped recess. May be formed.
【0049】この場合、第1の窒化物系半導体層に形成
されたストライプ状凹部内に電流狭窄層により電流が狭
窄されて注入され、ストライプ状凹部の下方における発
光層に光導波路が形成される。In this case, a current is confined and injected into the stripe-shaped recess formed in the first nitride-based semiconductor layer by the current confinement layer, and an optical waveguide is formed in the light emitting layer below the stripe-shaped recess. .
【0050】このような半導体発光素子の製造方法にお
いては、第1の窒化物系半導体層上に電流狭窄層を形成
する工程において、第1の窒化物系半導体層に表面準位
が生じる。しかしながら、第1の窒化物系半導体層にス
トライプ状凹部を形成することにより、ストライプ状凹
部内で第1の窒化物系半導体層の表面準位が除去され、
この表面準位が除去された第1の窒化物系半導体層上お
よび電流狭窄層上に第2の窒化物系半導体層を形成す
る。それにより、電流注入領域における第1の窒化物系
半導体層の表面準位が低減されるとともに、第2の窒化
物系半導体層の結晶性が良好となる。In such a method of manufacturing a semiconductor light emitting device, a surface level is generated in the first nitride-based semiconductor layer in the step of forming a current confinement layer on the first nitride-based semiconductor layer. However, by forming the stripe-shaped recess in the first nitride-based semiconductor layer, the surface state of the first nitride-based semiconductor layer is removed in the stripe-shaped recess,
A second nitride-based semiconductor layer is formed on the first nitride-based semiconductor layer from which the surface level has been removed and on the current confinement layer. Thereby, the surface state of the first nitride-based semiconductor layer in the current injection region is reduced, and the crystallinity of the second nitride-based semiconductor layer is improved.
【0051】第3の発明に係る半導体発光素子の製造方
法は、発光層を含みかつインジウム、ガリウム、アルミ
ニウムおよびホウ素の少なくとも1つを含む第1の窒化
物系半導体層を形成する工程と、ストライプ状の電流注
入領域における第1の窒化物系半導体層の表面から一定
深さまでをエッチングする工程と、少なくともエッチン
グされた領域の第1の窒化物系半導体層上にインジウ
ム、ガリウム、アルミニウムおよびホウ素の少なくとも
1つを含む第2の窒化物系半導体層を形成する工程とを
備えたものである。According to a third aspect of the invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising: forming a first nitride semiconductor layer including a light emitting layer and including at least one of indium, gallium, aluminum and boron; Etching from the surface of the first nitride-based semiconductor layer to a certain depth in the current-injected region, and forming at least indium, gallium, aluminum and boron on the first nitride-based semiconductor layer in the etched region. Forming a second nitride-based semiconductor layer including at least one of them.
【0052】本発明に係る半導体発光素子の製造方法に
おいては、ストライプ状の電流注入領域における第1の
窒化物系半導体層の表面から一定深さまでをエッチング
することにより、第1の窒化物系半導体層の表面準位を
除去し、表面準位を除去した第1の窒化物系半導体層の
再成長表面に第2の窒化物系半導体層を形成する。それ
により、電流注入領域における第1の窒化物系半導体層
の表面準位が低減されるとともに、第2の窒化物系半導
体層の結晶性が良好となる。In the method for manufacturing a semiconductor light-emitting device according to the present invention, the first nitride-based semiconductor layer is etched from the surface of the first nitride-based semiconductor layer to a predetermined depth in the stripe-shaped current injection region. A surface state of the layer is removed, and a second nitride-based semiconductor layer is formed on the regrown surface of the first nitride-based semiconductor layer from which the surface state has been removed. Thereby, the surface state of the first nitride-based semiconductor layer in the current injection region is reduced, and the crystallinity of the second nitride-based semiconductor layer is improved.
【0053】[0053]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体発光素
子の例として、半導体レーザ素子について説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a semiconductor laser device will be described as an example of a semiconductor light emitting device according to the present invention.
【0054】図1および図2は、本発明に係る半導体レ
ーザ素子の製造方法の第1の例を示す模式的工程断面図
である。FIGS. 1 and 2 are schematic sectional views showing a first example of a method for manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention.
【0055】図1(a)に示すように、MOCVD装置
(有機金属気相成長装置)において、十分洗浄したサフ
ァイア基板1のc(0001)面上にアンドープのGa
Nからなる厚さ20nmの低温バッファ層2、厚さ4μ
mのn−GaN層3、n−Al0.1 Ga0.9 Nからなる
厚さ700nmのn−光クラッド層4、n−GaNから
なる厚さ200nmのn−光ガイド層5、n−MQW発
光層6、p−Al0.1Ga0.9 Nからなる厚さ20nm
のp−ブロック層7、p−GaNからなる厚さ200n
mのp−光ガイド層8およびp−Al0.1 Ga0.9 Nか
らなる厚さ700nmのp−光クラッド層9を順に成長
させる。As shown in FIG. 1A, in an MOCVD apparatus (metal organic chemical vapor deposition apparatus), undoped Ga is deposited on the c (0001) plane of a sufficiently cleaned sapphire substrate 1.
Low-temperature buffer layer 2 made of N and having a thickness of 20 nm, thickness of 4 μm
m-n-GaN layer 3, n-Al 0.1 Ga 0.9 N 700 nm thick n-light cladding layer 4, n-GaN 200 nm thick n-light guide layer 5, n-MQW light emitting layer 6 20 nm thick made of p-Al 0.1 Ga 0.9 N
P-block layer 7 having a thickness of 200 n made of p-GaN
An m-p-light guide layer 8 and a 700 nm-thick p-light cladding layer 9 made of p-Al 0.1 Ga 0.9 N are sequentially grown.
【0056】なお、この場合のn型ドーパントとしては
Siを用いており、n−GaN層3、n−光クラッド層
4およびn−光ガイド層5の電子濃度は、それぞれ5×
10 18cm-3、7×1017cm-3および6×1017cm
-3である。また、p型ドーパントとしてはMgを用いて
おり、p−ブロック層7、p−光ガイド層8およびp−
光クラッド層9の正孔濃度は、それぞれ7×1017cm
-3、1×1018cm-3および7×1017cm-3である。In this case, the n-type dopant is
Si is used, n-GaN layer 3, n-optical cladding layer
4 and the n-light guide layer 5 have an electron concentration of 5 ×
10 18cm-3, 7 × 1017cm-3And 6 × 1017cm
-3It is. Also, using Mg as a p-type dopant
The p-block layer 7, the p-light guide layer 8 and the p-
The hole concentration of the optical cladding layer 9 is 7 × 1017cm
-3, 1 × 1018cm-3And 7 × 1017cm-3It is.
【0057】n−MQW発光層6は、n−In0.03Ga
0.97Nからなる厚さ20nmの4つの量子障壁層と、I
n0.13Ga0.87Nからなる厚さ15nmの3つの量子井
戸層とが交互に積層されてなる多重量子井戸構造を有す
る。The n-MQW light emitting layer 6 is made of n-In 0.03 Ga
Four 20 nm thick quantum barrier layers of 0.97 N and I
It has a multiple quantum well structure in which three quantum well layers each having a thickness of 15 nm and made of n 0.13 Ga 0.87 N are alternately stacked.
【0058】続いて、MOCVD装置からウエハを取り
出し、大気中において、p−光クラッド層9の中央部の
領域上にNiマスク(図示せず)を形成する。このNi
マスクを用いて、塩素イオンを用いた反応性イオンエッ
チング法により、p−光クラッド層9のNiマスクを除
く領域をエッチングする。このようにして、p−光クラ
ッド層9にリッジ部を形成し、Niマスクを除去する。
このリッジ部の中央部のストライプ状領域上に、スパッ
タリングによりSiO2 マスク(図示せず)を堆積させ
た後、再びウエハをMOCVD装置に戻す。Subsequently, the wafer is taken out from the MOCVD apparatus, and a Ni mask (not shown) is formed on the central region of the p-light cladding layer 9 in the air. This Ni
Using the mask, a region of the p-light cladding layer 9 excluding the Ni mask is etched by a reactive ion etching method using chlorine ions. Thus, a ridge is formed in the p-light cladding layer 9 and the Ni mask is removed.
After depositing a SiO 2 mask (not shown) by sputtering on the stripe region at the center of the ridge, the wafer is returned to the MOCVD apparatus.
【0059】次に、図1(b)に示すように、上記のS
iO2 マスクの領域を除いてp−光クラッド層9上に、
n−Al0.3 Ga0.7 Nからなる電流狭窄層10を形成
する。その後、ウエハをMOCVD装置から取り出し、
フッ化水素水溶液により、上記のSiO2 マスクを除去
する。このようにして、p−光クラッド層9の中央部の
ストライプ状領域40を露出させる。この場合、露出し
たp−光クラッド層9のストライプ状領域40に表面準
位が形成される。Next, as shown in FIG.
On the p-light cladding layer 9 except for the region of the iO 2 mask,
A current confinement layer 10 made of n-Al 0.3 Ga 0.7 N is formed. After that, the wafer is taken out of the MOCVD apparatus,
The above-mentioned SiO 2 mask is removed with an aqueous solution of hydrogen fluoride. In this way, the stripe region 40 at the center of the p-light cladding layer 9 is exposed. In this case, a surface level is formed in the exposed stripe region 40 of the p-light cladding layer 9.
【0060】さらに、図1(c)に示すように、高温の
水酸化カリウム水溶液を用いて、露出したp−光クラッ
ド層9のストライプ状領域40を深さ20nmまでエッ
チングする。なお、この場合のエッチングの深さは、p
−光クラッド層9のエッチング速度100Å/分に基づ
いて、エッチング時間より換算した値である。Further, as shown in FIG. 1C, the exposed striped region 40 of the p-light cladding layer 9 is etched to a depth of 20 nm using a high temperature potassium hydroxide aqueous solution. The etching depth in this case is p
-A value converted from the etching time based on the etching rate of the optical cladding layer 9 of 100 ° / min.
【0061】このようにして、p−光クラッド層9のリ
ッジ部のストライプ状領域40に深さ20nmのストラ
イプ状凹部を形成し、このストライプ状凹部内に再成長
表面41を露出させる。この場合、露出した再成長表面
41からは、表面準位が除去されている。In this manner, a stripe-shaped concave portion having a depth of 20 nm is formed in the stripe-shaped region 40 of the ridge portion of the p-light cladding layer 9, and the regrown surface 41 is exposed in the stripe-shaped concave portion. In this case, surface levels have been removed from the exposed regrown surface 41.
【0062】上記のようにしてp−光クラッド層9にス
トライプ状凹部を形成した後、再びウエハをMOCVD
装置に戻す。さらに、図2(d)に示すように、p−光
クラッド層9のストライプ状凹部内の再成長表面41上
および電流狭窄層10上に、正孔濃度が1×1018cm
-3のp−GaNからなる厚さ1μmのp−コンタクト層
11を形成する。その後、ウエハを600℃の窒素雰囲
気中に置き、p型ドーパントを活性化する。After the stripe-shaped concave portions are formed in the p-light cladding layer 9 as described above, the wafer is again subjected to MOCVD.
Return to device. Further, as shown in FIG. 2D, a hole concentration of 1 × 10 18 cm is formed on the regrown surface 41 and the current confinement layer 10 in the stripe-shaped concave portions of the p-light cladding layer 9.
A p-contact layer 11 having a thickness of 1 μm and made of -3 p-GaN is formed. Thereafter, the wafer is placed in a nitrogen atmosphere at 600 ° C. to activate the p-type dopant.
【0063】さらに、図2(e)に示すように、スパッ
タリングにより、p電極形成領域を除くp−コンタクト
層11の領域上に、厚さ500nmのSiO2 膜12を
堆積させる。Further, as shown in FIG. 2E, a 500 nm thick SiO 2 film 12 is deposited on the region of the p-contact layer 11 excluding the p-electrode formation region by sputtering.
【0064】続いて、n電極形成領域を除く領域に開口
部を有するフォトレジストをパターニングし、厚さ50
0nmのNiを蒸着する。フォトレジスト上のNiをフ
ォトレジストとともに除去することにより、n電極形成
領域以外の領域をNiマスクで被覆する。図2(f)に
示すように、このNiマスクを用いて、塩素イオンを用
いた反応性イオンエッチング法により、n電極形成領域
のSiO2 膜12からn−コンタクト層3までをエッチ
ングする。この場合のエッチングの深さは2μmであ
る。このようにして、n−コンタクト層3の一部領域を
露出させた後、Niマスクを除去する。Subsequently, a photoresist having an opening in a region excluding an n-electrode formation region is patterned to have a thickness of 50 nm.
Deposit 0 nm of Ni. By removing Ni on the photoresist together with the photoresist, regions other than the n-electrode formation region are covered with a Ni mask. As shown in FIG. 2F, using the Ni mask, the portions from the SiO 2 film 12 in the n-electrode formation region to the n-contact layer 3 are etched by a reactive ion etching method using chlorine ions. In this case, the etching depth is 2 μm. After exposing a part of the n-contact layer 3 in this manner, the Ni mask is removed.
【0065】さらに、図2(g)に示すように、露出し
たn−コンタクト層3上に厚さ100nmのTi膜、厚
さ200nmのAl膜および厚さ500nmのAu膜を
順に蒸着し、n電極50を形成する。また、p電極形成
領域に開口部を有するフォトレジストをパターニング
し、その上に厚さ300nmのPt膜および厚さ400
nmのAu膜を順に蒸着する。フォトレジスト上のPt
膜およびAu膜をフォトレジストとともに除去すること
により、p電極51を形成する。Further, as shown in FIG. 2G, a Ti film having a thickness of 100 nm, an Al film having a thickness of 200 nm, and an Au film having a thickness of 500 nm are sequentially deposited on the exposed n-contact layer 3, An electrode 50 is formed. Further, a photoresist having an opening in a p-electrode formation region is patterned, and a Pt film having a thickness of 300 nm and a
nm of Au film is sequentially deposited. Pt on photoresist
The p-electrode 51 is formed by removing the film and the Au film together with the photoresist.
【0066】最後に、n電極50の短辺と平行な面にお
いて、サファイア基板1とともに各層2〜12をへき開
する。このようにして、幅10μmおよび長さ500μ
mの共振器を有するリッジ導波構造の半導体レーザ素子
100を作製する。Finally, the layers 2 to 12 are cleaved together with the sapphire substrate 1 on a plane parallel to the short side of the n-electrode 50. Thus, a width of 10 μm and a length of 500 μm
A semiconductor laser device 100 having a ridge waveguide structure having m resonators is manufactured.
【0067】半導体レーザ素子100においては、Si
O2 膜12および電流狭窄層10により電流が狭窄され
るため、リッジ部内のストライプ状凹部に電流注入領域
が形成される。In the semiconductor laser device 100, Si
Since the current is confined by the O 2 film 12 and the current confinement layer 10, a current injection region is formed in the stripe-shaped concave portion in the ridge portion.
【0068】本例においては、表面準位を有するリッジ
部のp−光クラッド層9のストライプ状領域40をエッ
チングすることにより、表面準位が除去された再成長表
面41を露出させ、この再成長表面41上にp−コンタ
クト層11を形成する。このため、電流注入領域におい
て、p−光クラッド層9とp−コンタクト層11との界
面における伝導度の低下を抑制することが可能となる。
したがって、半導体レーザ素子100の素子抵抗が低減
される。In this embodiment, the regrown surface 41 from which the surface level has been removed is exposed by etching the striped region 40 of the p-light cladding layer 9 in the ridge portion having the surface level. The p-contact layer 11 is formed on the growth surface 41. Therefore, in the current injection region, it is possible to suppress a decrease in conductivity at the interface between the p-light cladding layer 9 and the p-contact layer 11.
Therefore, the device resistance of the semiconductor laser device 100 is reduced.
【0069】また、上記のような表面準位が除去された
再成長表面41上に再成長させたp−コンタクト層11
は、表面準位を有するp−光クラッド層9のストライプ
状領域40上に再成長させた場合と比較して、結晶性が
向上する。このため、p−コンタクト層11の正孔濃度
を高くすることが可能になるとともに、正孔の移動度が
高くなる。それにより、発光再結合に関与する正孔濃度
が高くなるため、無効電流が低減され、発光効率の高い
半導体レーザ素子100が得られる。The p-contact layer 11 re-grown on the re-grown surface 41 from which the surface levels have been removed as described above.
The crystallinity is improved as compared with the case where regrowth is performed on the stripe region 40 of the p-light cladding layer 9 having the surface level. Therefore, the hole concentration of the p-contact layer 11 can be increased, and the mobility of the holes can be increased. This increases the concentration of holes involved in light emission recombination, so that the reactive current is reduced and the semiconductor laser device 100 with high light emission efficiency is obtained.
【0070】さらに、半導体レーザ素子100において
は、上記のように素子抵抗および無効電流を低減するこ
とが可能となることから、素子温度の上昇を抑制するこ
とが可能となる。したがって、素子の劣化を防ぐことが
可能となり、信頼性が高くかつ素子寿命の長い半導体レ
ーザ素子100が得られる。Further, in the semiconductor laser device 100, since the device resistance and the reactive current can be reduced as described above, it is possible to suppress an increase in the device temperature. Therefore, deterioration of the device can be prevented, and the semiconductor laser device 100 having high reliability and a long life can be obtained.
【0071】また、リッジ部のp−光クラッド層9の再
成長表面41の表面準位が低減されるとともにp−コン
タクト層11の結晶性が良好となることにより、光の損
失が低減されるため、しきい値電流密度を低減すること
が可能となる。Further, since the surface level of the regrown surface 41 of the p-light cladding layer 9 in the ridge portion is reduced and the crystallinity of the p-contact layer 11 is improved, light loss is reduced. Therefore, the threshold current density can be reduced.
【0072】図3および図4は本発明に係る半導体レー
ザ素子の製造方法の第2の例を示す模式的工程断面図で
ある。FIGS. 3 and 4 are schematic sectional views showing a second example of the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention.
【0073】図3(a)に示すように、サファイア基板
1上に低温バッファ層2、n−GaN層3、n−光クラ
ッド層4、n−光ガイド層5、n−MQW発光層6、p
−ブロック層7、p−光ガイド層8および第1のp−コ
ンタクト層9aを順に成長させる。なお、各層2〜9a
の構成および成長方法に関しては、図1(a)の各層2
〜9において前述したとおりである。As shown in FIG. 3A, on a sapphire substrate 1, a low-temperature buffer layer 2, an n-GaN layer 3, an n-light cladding layer 4, an n-light guide layer 5, an n-MQW light-emitting layer 6, p
Growing the blocking layer 7, the p-light guiding layer 8 and the first p-contact layer 9a in this order. In addition, each layer 2-9a
The structure and growth method of each layer 2 shown in FIG.
9 is as described above.
【0074】続いて、ウエハをMOCVD装置から取り
出し、大気中において、所定領域に開口部を有する選択
成長用SiO2 マスク15を、スパッタリングにより第
1のp−光クラッド層9a上に堆積させる。Subsequently, the wafer is taken out of the MOCVD apparatus, and a selective growth SiO 2 mask 15 having an opening in a predetermined region is deposited on the first p-light cladding layer 9a by sputtering in the air.
【0075】次に、図3(b)に示すように、高温の水
酸化カリウム水溶液により、選択成長用SiO2 マスク
15の開口部内の第1のp−光クラッド層9aを深さ5
nmまでエッチングする。このようにして深さ5nmの
ストライプ状凹部を第1のp−光クラッド層9aに形成
し、ストライプ状凹部内に第1の再成長表面42を露出
させる。この場合、露出した第1の再成長表面42にお
いては、表面準位が除去されている。この後、再びウエ
ハをMOCVD装置に戻す。Next, as shown in FIG. 3B, the first p-light cladding layer 9a in the opening of the selective growth SiO 2 mask 15 is formed to a depth of 5
Etch to nm. In this way, a stripe-shaped recess having a depth of 5 nm is formed in the first p-type optical cladding layer 9a, and the first regrowth surface 42 is exposed in the stripe-shaped recess. In this case, surface levels are removed from the exposed first regrowth surface 42. Thereafter, the wafer is returned to the MOCVD apparatus again.
【0076】さらに、図3(c)に示すように、第1の
再成長表面42上にp−Al0.1 Ga0.9 Nからなる厚
さ700nmの第2のp−光クラッド層9bおよびp−
GaNからなる厚さ300nmの第1のp−コンタクト
層11aを順に成長させる。この場合、第2のp−光ク
ラッド層9bおよび第1のp−コンタクト層11aは、
選択成長用SiO2 マスク15上に成長しにくい。した
がって、第1のp−光クラッド層9aのストライプ状凹
部上に、第2のp−光クラッド層9bおよび第1のp−
コンタクト層11aを選択的に成長させることが可能と
なる。このようにして、第2のp−光クラッド層9bお
よび第1のp−コンタクト層11aから構成されるリッ
ジ部を形成する。Further, as shown in FIG. 3C, on the first regrown surface 42, a second p-light cladding layer 9b made of p-Al 0.1 Ga 0.9 N and having a thickness of 700 nm is formed.
A 300 nm-thick first p-contact layer 11a made of GaN is sequentially grown. In this case, the second p-light cladding layer 9b and the first p-contact layer 11a are
It is difficult to grow on the SiO 2 mask 15 for selective growth. Therefore, the second p-light cladding layer 9b and the first p-light cladding layer 9b are formed on the stripe-shaped concave portions of the first p-light cladding layer 9a.
The contact layer 11a can be selectively grown. In this way, a ridge portion composed of the second p-light cladding layer 9b and the first p-contact layer 11a is formed.
【0077】続いて、MOCVD装置からウエハを取り
出し、図3(d)に示すように、選択成長用SiO2 マ
スク15をフッ化水素水溶液により除去する。さらに、
リッジ部の第1のp−コンタクト層11aの所定領域上
にSiO2 マスク(図示せず)を形成した後、再びウエ
ハをMOCVD装置に戻す。Subsequently, the wafer is taken out from the MOCVD apparatus, and as shown in FIG. 3D, the selective growth SiO 2 mask 15 is removed with an aqueous hydrogen fluoride solution. further,
After a SiO 2 mask (not shown) is formed on a predetermined region of the first p-contact layer 11a in the ridge portion, the wafer is returned to the MOCVD apparatus.
【0078】次に、図4(e)に示すように、SiO2
マスク形成領域以外の領域上にn−Al0.3 Ga0.7 N
からなる電流狭窄層10を成長させ、再びMOCVD装
置から取り出す。さらに、フッ化水素水溶液により、上
記のSiO2 マスクを除去し、第1のp−コンタクト層
11aの所定領域を露出させる。この場合、露出した第
1のp−コンタクト層11aは表面準位を有する。さら
に、この露出した第1のp−コンタンクト層11aを、
高温の水酸化カリウム水溶液により、深さ20nmまで
エッチングする。このようにして、第1のp−コンタク
ト層11aに深さ20nmのストライプ状凹部を形成
し、ストライプ状凹部内に第2の再成長表面43を露出
させる。この場合、露出した第2の再成長表面43にお
いては、表面準位が除去されている。[0078] Next, as shown in FIG. 4 (e), SiO 2
N-Al 0.3 Ga 0.7 N is formed on the region other than the mask formation region.
The current confinement layer 10 is grown and taken out of the MOCVD apparatus again. Further, the SiO 2 mask is removed with an aqueous solution of hydrogen fluoride to expose a predetermined region of the first p-contact layer 11a. In this case, the exposed first p-contact layer 11a has a surface level. Further, the exposed first p-contanct layer 11a is
Etching is performed to a depth of 20 nm with a high-temperature aqueous potassium hydroxide solution. In this way, a stripe-shaped recess having a depth of 20 nm is formed in the first p-contact layer 11a, and the second regrown surface 43 is exposed in the stripe-shaped recess. In this case, surface levels are removed from the exposed second regrowth surface 43.
【0079】続いて、再びウエハをMOCVD装置に戻
し、図4(f)に示すように、第1のp−コンタクト層
11aのストライプ状凹部内の第2の再成長表面43上
および電流狭窄層10上に第2のp−コンタクト層11
bを成長させる。その後、ウエハを600℃の窒素雰囲
気中に置き、p型ドーパントを活性化する。Subsequently, the wafer is returned to the MOCVD apparatus again, and as shown in FIG. 4F, on the second regrowth surface 43 in the stripe-shaped recess of the first p-contact layer 11a and the current confinement layer. On the second p-contact layer 11
grow b. Thereafter, the wafer is placed in a nitrogen atmosphere at 600 ° C. to activate the p-type dopant.
【0080】次に、図4(g)に示すように、p電極形
成領域を除く第2のp−コンタクト層11b上に、図2
(e)と同様の方法により、SiO2 膜12を堆積させ
る。Next, as shown in FIG. 4 (g), on the second p-contact layer 11b except for the p-electrode formation region,
The SiO 2 film 12 is deposited by the same method as (e).
【0081】さらに、図4(h)に示すように、図2
(f)と同様の方法により、n−コンタクト層3の一部
領域を露出させるとともに、この露出したn−コンタク
ト層3上にn電極50を形成する。また、図2(g)と
同様の方法により、第2のp−コンタクト層11bの所
定領域上にp電極51を形成する。最後に、へき開によ
り、幅10μmおよび長さ500μmの共振器を有する
リッジ導波構造の半導体レーザ素子200を作製する。Further, as shown in FIG.
By the same method as (f), a part of the n-contact layer 3 is exposed, and the n-electrode 50 is formed on the exposed n-contact layer 3. Further, a p-electrode 51 is formed on a predetermined region of the second p-contact layer 11b by a method similar to that shown in FIG. Finally, the semiconductor laser device 200 having a ridge waveguide structure having a resonator having a width of 10 μm and a length of 500 μm is manufactured by cleavage.
【0082】半導体レーザ素子200においては、Si
O2 膜12および電流狭窄層10により電流が狭窄され
るため、リッジ部内のストライプ状凹部に電流の経路が
形成される。In the semiconductor laser device 200, Si
Since the current is confined by the O 2 film 12 and the current confinement layer 10, a current path is formed in the stripe-shaped concave portion in the ridge portion.
【0083】本例においては、第1のp−光クラッド層
9aおよび第1のp−コンタクト層11aの所定領域を
エッチングしてストライプ状凹部を形成することによ
り、表面準位が除去された第1および第2の再成長表面
42,43を露出させ、この第1および第2の再成長表
面42,43上に第2のp−光クラッド層9bおよび第
2のp−コンタクト層11bを形成する。このため、電
流注入領域において、リッジ部の第1のp−光クラッド
層9aと第2のp−光クラッド層9bとの界面および第
1のp−コンタクト層11aと第2のp−コンタクト層
11bとの界面における伝導度の低下を抑制することが
可能となる。したがって、半導体レーザ素子200の素
子抵抗が低減される。In the present embodiment, predetermined regions of the first p-light cladding layer 9a and the first p-contact layer 11a are etched to form stripe-shaped recesses, thereby removing the surface states. The first and second regrown surfaces 42 and 43 are exposed, and a second p-light cladding layer 9b and a second p-contact layer 11b are formed on the first and second regrown surfaces 42 and 43. I do. Therefore, in the current injection region, the interface between the first p-light cladding layer 9a and the second p-light cladding layer 9b in the ridge portion, and the first p-contact layer 11a and the second p-contact layer are formed. It is possible to suppress a decrease in conductivity at the interface with 11b. Therefore, the device resistance of the semiconductor laser device 200 is reduced.
【0084】また、上記のような表面準位が除去された
第1および第2の再成長表面42,43上に再成長させ
た第2のp−光クラッド層9bおよび第2のp−コンタ
クト層11bは、表面準位を有する第1のp−光クラッ
ド層9aおよび第1のp−コンタクト層11a上に再成
長させた場合と比較して、結晶性が向上する。このた
め、第2のp−光クラッド層9bおよび第2のp−コン
タクト層11bの正孔濃度を高くすることが可能になる
とともに、正孔の移動度が高くなる。それにより、発光
再結合に関与する正孔濃度が高くなるため、無効電流が
低減され、発光効率の高い半導体レーザ素子200が得
られる。Further, the second p-light cladding layer 9b and the second p-contact regrown on the first and second regrown surfaces 42 and 43 from which the surface levels have been removed as described above. The crystallinity of the layer 11b is improved as compared with the case where the layer 11b is regrown on the first p-light cladding layer 9a having the surface level and the first p-contact layer 11a. Therefore, the hole concentration of the second p-light cladding layer 9b and the second p-contact layer 11b can be increased, and the mobility of holes can be increased. Thus, the concentration of holes involved in light emission recombination increases, so that the reactive current is reduced, and the semiconductor laser device 200 with high light emission efficiency is obtained.
【0085】このように、半導体レーザ素子200にお
いては、素子抵抗および無効電流を低減することが可能
となるため、素子の信頼性が高くかつ寿命の長い素子と
なる。As described above, in the semiconductor laser device 200, the device resistance and the reactive current can be reduced, so that the device has high reliability and a long life.
【0086】また、第1のp−光クラッド層9aおよび
第1のp−コンタクト層11aの再成長表面42,43
の表面準位が低減されるとともに第2のp−光クラッド
層9bおよび第2のp−コンタクト層11bの結晶性が
良好となることにより、光の損失が低減されるため、し
きい値電流密度を低減することが可能となる。The re-grown surfaces 42, 43 of the first p-light cladding layer 9a and the first p-contact layer 11a.
Is reduced, and the crystallinity of the second p-light cladding layer 9b and the second p-contact layer 11b is improved, so that light loss is reduced. It is possible to reduce the density.
【0087】図5および図6は本発明に係る半導体レー
ザ素子の製造方法の第3の例を示す模式的工程断面図で
ある。FIGS. 5 and 6 are schematic sectional views showing a third example of the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention.
【0088】図5(a)に示すように、MOCVD装置
において、十分洗浄したサファイア基板21のc(00
01)面上に、低温バッファ層22、n−GaN層2
3、n−光クラッド層24、n−光ガイド層25、n−
MQW発光層26、p−ブロック層27、p−光ガイド
層28および第1のp−コンタクト層29を順に成長さ
せる。なお、各層22〜28の構成および成長方法に関
しては、図1(a)の各層2〜8において前述した通り
である。また、第1のp−コンタクト層29は正孔濃度
が7×1017cm-3のp−GaNからなり、厚さが20
0nmである。ウエハをMOCVD装置から取り出し、
大気中において、第1のp−コンタクト層29上の所定
領域に厚さ2μmの選択成長用SiO2 マスク30を形
成する。この後、再びウエハをMOCVD装置に戻す。As shown in FIG. 5A, in a MOCVD apparatus, c (00)
01) plane, a low-temperature buffer layer 22 and an n-GaN layer 2
3, n-light cladding layer 24, n-light guide layer 25, n-light
An MQW light emitting layer 26, a p-block layer 27, a p-light guide layer 28, and a first p-contact layer 29 are sequentially grown. The configuration and growth method of each of the layers 22 to 28 are as described above for each of the layers 2 to 8 in FIG. The first p-contact layer 29 is made of p-GaN having a hole concentration of 7 × 10 17 cm −3 and has a thickness of 20 × 10 17 cm −3.
0 nm. Take out the wafer from MOCVD equipment,
In the air, a selective growth SiO 2 mask 30 having a thickness of 2 μm is formed in a predetermined region on the first p-contact layer 29. Thereafter, the wafer is returned to the MOCVD apparatus again.
【0089】さらに、図5(b)に示すように、選択成
長用SiO2 マスク30形成領域を除く第1のp−コン
タクト層29上に、電子濃度が3×1019cm-3のn−
Al 0.3 Ga0.7 Nからなる厚さ約0.5μmの1対の
電流狭窄層31を成長させる。Further, as shown in FIG.
Long SiOTwoFirst p-conductor excluding mask 30 formation region
On the tact layer 29, the electron concentration is 3 × 1019cm-3N-
Al 0.3Ga0.7N of about 0.5 μm in thickness
The current confinement layer 31 is grown.
【0090】次に、ウエハをMOCVD装置から取り出
し、図5(c)に示すように、選択成長用SiO2 マス
ク30をフッ化水素水溶液により除去する。このように
して、第1のp−コンタクト層29の所定領域を露出さ
せる。この場合、露出した第1のp−コンタクト層29
は表面準位を有する。さらに、この露出した第1のp−
コンタクト層29を、高温の水酸化カリウム水溶液によ
り、深さ20nmまでエッチングする。このようにし
て、第1のp−コンタクト層29に深さ20nmのスト
ライプ状凹部を形成し、ストライプ状凹部内に再成長表
面44を露出させる。この場合、再成長表面44におい
ては、表面準位が除去されている。Next, the wafer is taken out of the MOCVD apparatus, and as shown in FIG. 5C, the selective growth SiO 2 mask 30 is removed with an aqueous solution of hydrogen fluoride. In this manner, a predetermined region of the first p-contact layer 29 is exposed. In this case, the exposed first p-contact layer 29
Has a surface level. Further, the exposed first p-
The contact layer 29 is etched to a depth of 20 nm with a high-temperature aqueous solution of potassium hydroxide. In this way, a stripe-shaped recess having a depth of 20 nm is formed in the first p-contact layer 29, and the regrowth surface 44 is exposed in the stripe-shaped recess. In this case, surface levels have been removed from the regrown surface 44.
【0091】再びウエハをMOCVD装置に戻し、図6
(d)に示すように、第1のp−コンタクト層29のス
トライプ状凹部内の再成長表面44上および電流狭窄層
31上に、p−Al0.1 Ga0.9 Nからなる厚さ500
nmのp−光クラッド層32およびp−GaNからなる
厚さ1μmの第2のp−コンタクト層33を順に成長さ
せる。なお、p−光クラッド層32の正孔濃度は7×1
017cm-3であり、第2のp−コンタクト層33の正孔
の濃度は1×1018cm-3である。The wafer is returned to the MOCVD apparatus again, and FIG.
As shown in (d), a thickness 500 of p-Al 0.1 Ga 0.9 N is formed on the regrown surface 44 in the stripe-shaped concave portion of the first p-contact layer 29 and on the current confinement layer 31.
A p-light cladding layer 32 of nm and a second p-contact layer 33 of 1 μm in thickness and made of p-GaN are sequentially grown. The hole concentration of the p-light cladding layer 32 is 7 × 1.
0 17 cm −3 , and the concentration of holes in the second p-contact layer 33 is 1 × 10 18 cm −3 .
【0092】この後、ウエハを600℃の窒素雰囲気中
に置き、p型ドーパントを活性化する。Thereafter, the wafer is placed in a nitrogen atmosphere at 600 ° C. to activate the p-type dopant.
【0093】さらに、図6(e)に示すように、図2
(f)と同様の方法により、第2のp−コンタクト層3
3からn−コンタクト層23までの一部領域をエッチン
グし、n−コンタクト層23の所定領域を露出させる。Further, as shown in FIG.
By the same method as (f), the second p-contact layer 3 is formed.
Part of the region from 3 to n-contact layer 23 is etched to expose a predetermined region of n-contact layer 23.
【0094】続いて、図6(f)に示すように、図2
(g)と同様の方法により、露出したn−コンタクト層
23上にn電極50を形成するとともに、第2のp−コ
ンタクト層33上にp電極51を形成する。最後に、へ
き開により、幅10μmおよび長さ500μmの共振器
を有するセルフアライン構造の半導体レーザ素子300
を作製する。Subsequently, as shown in FIG.
An n-electrode 50 is formed on the exposed n-contact layer 23 and a p-electrode 51 is formed on the second p-contact layer 33 in the same manner as in (g). Finally, the semiconductor laser device 300 having a self-aligned structure having a cavity having a width of 10 μm and a length of 500 μm is formed by cleavage.
Is prepared.
【0095】半導体レーザ素子300においては、電流
狭窄層31により電流が狭窄されるため、電流狭窄層3
1間の第1のp−コンタクト層29のストライプ状凹部
に電流注入領域が形成される。In the semiconductor laser device 300, since the current is confined by the current confinement layer 31, the current confinement layer 3
A current injection region is formed in the stripe-shaped concave portion of the first p-contact layer 29 between the two.
【0096】本例においては、表面準位を有する第1の
p−コンタクト層29のストライプ状領域をエッチング
してストライプ状凹部を形成することにより、表面準位
が除去された再成長表面44を露出させ、この再成長表
面44上にp−光クラッド層32を形成する。このた
め、電流注入領域において、第1のp−コンタクト層2
9とp−光クラッド層32との界面における伝導度の低
下を抑制することが可能となる。したがって、半導体レ
ーザ素子300の素子抵抗が低減される。In this example, the regrown surface 44 from which the surface level has been removed is formed by etching the stripe-shaped region of the first p-contact layer 29 having the surface level to form a stripe-shaped recess. Exposure is performed, and the p-light cladding layer 32 is formed on the regrown surface 44. Therefore, in the current injection region, the first p-contact layer 2
It is possible to suppress a decrease in conductivity at the interface between the layer 9 and the p-light cladding layer 32. Therefore, the device resistance of the semiconductor laser device 300 is reduced.
【0097】また、上記のような表面準位が除去された
再成長表面44に再成長させたp−光クラッド層32
は、表面準位を有する第1のp−コンタクト層29上に
再成長させた場合と比較して、結晶性が向上する。この
ため、p−光クラッド層32の正孔の濃度を高くするこ
とが可能になるとともに、正孔の移動度が高くなる。そ
れにより、発光再結合に関与する正孔濃度が高くなるた
め、無効電流が低減され、発光効率の高い半導体レーザ
素子300が得られる。Also, the p-light cladding layer 32 regrown on the regrown surface 44 from which the surface levels have been removed as described above.
The crystallinity is improved as compared with the case where regrowth is performed on the first p-contact layer 29 having a surface level. For this reason, it is possible to increase the concentration of holes in the p-light cladding layer 32 and increase the mobility of holes. This increases the concentration of holes involved in light emission recombination, so that the reactive current is reduced and the semiconductor laser device 300 with high light emission efficiency is obtained.
【0098】このように、半導体レーザ素子300にお
いては、素子抵抗および無効電流を低減することが可能
となるため、素子の信頼性が高くかつ寿命の長い素子が
得られる。As described above, in the semiconductor laser device 300, since the device resistance and the reactive current can be reduced, a device having high reliability and a long life can be obtained.
【0099】また、第1のp−コンタクト層29の再成
長表面44の表面準位が低減されるとともにp−光クラ
ッド層32の結晶性が良好となることにより、光の損失
が低減されるため、しきい値電流密度を低減することが
可能となる。Further, since the surface level of the regrown surface 44 of the first p-contact layer 29 is reduced and the crystallinity of the p-light cladding layer 32 is improved, light loss is reduced. Therefore, the threshold current density can be reduced.
【0100】以上の上記の半導体レーザ素子100,2
00,300においては、表面準位が除去された再成長
表面40〜44を露出させるために、表面準位を有する
各層9,11a,29,9aのストライプ状領域を深さ
20nmおよび5nmまでエッチングしているが、表面
準位を有するストライプ状領域を除去することが可能で
あれば、エッチングの深さはこれ以外の値であってもよ
い。ストライプ状凹部の深さがFFP(遠視野像)に影
響すること、過剰なエッチングは再成長表面40〜44
に損傷を与えること等を考慮すると、エッチングの深さ
は5nm以上であることが好ましい。また、エッチング
の深さの上限は、エッチングする層を突き抜けない程度
とすることが好ましい。なお、この場合のエッチングの
深さは、各層9,11a,29,9aのエッチング速度
に基づいて、エッチング時間より換算した値である。The above-described semiconductor laser devices 100 and 2
In 00 and 300, the striped regions of the layers 9, 11a, 29 and 9a having surface levels are etched to a depth of 20 nm and 5 nm in order to expose the regrown surfaces 40 to 44 from which the surface levels have been removed. However, the etching depth may be any other value as long as the striped region having the surface level can be removed. The fact that the depth of the stripe-shaped recess affects the FFP (far-field image), and that excessive etching results in the regrown surfaces 40-44.
In consideration of, for example, damage to the substrate, the etching depth is preferably 5 nm or more. Further, it is preferable that the upper limit of the etching depth is such that it does not penetrate the layer to be etched. In this case, the etching depth is a value converted from the etching time based on the etching rate of each of the layers 9, 11a, 29, and 9a.
【0101】また、半導体レーザ素子100,200,
300においては、電流狭窄層10,31がn−Al
0.3 Ga0.7 Nから構成されるが、これ以外に、SiO
2 膜またはSi3 N4 膜により電流狭窄層10,31が
構成されてもよい。なお、この場合においては、SiO
2 膜またはSi3 N4 膜からなる電流狭窄層10,31
上に各層11a,11b,32が成長しにくい。したが
って、横方向成長技術を用いて電流狭窄層10,31上
に各層11,11b,32を成長させ、ウエハの全面に
各層11,11b,32を形成してもよい。あるいは、
電流狭窄層10,31上には、各層11,11b,32
を形成しなくてもよい。The semiconductor laser devices 100, 200,
In 300, the current confinement layers 10, 31 are n-Al
0.3 Ga 0.7 N, but other than SiO
The current confinement layers 10 and 31 may be composed of two films or Si 3 N 4 films. In this case, the SiO 2
Current confinement layers 10 and 31 made of two films or Si 3 N 4 films
Each layer 11a, 11b, 32 is difficult to grow on. Therefore, the respective layers 11, 11b, 32 may be grown on the current confinement layers 10, 31 using the lateral growth technique, and the respective layers 11, 11b, 32 may be formed on the entire surface of the wafer. Or,
On the current confinement layers 10 and 31, the respective layers 11, 11b and 32
Need not be formed.
【0102】上記においては、半導体レーザ素子10
0,200,300を構成する各層がAl、Gaおよび
Inを含む窒化物系半導体により構成されるが、これ以
外に、ホウ素を含む窒化物系半導体により各層が構成さ
れてもよい。In the above description, the semiconductor laser device 10
Each of the layers constituting 0, 200, and 300 is made of a nitride-based semiconductor containing Al, Ga, and In. In addition, each layer may be made of a nitride-based semiconductor containing boron.
【0103】また、半導体レーザ素子100,200,
300においては、サファイア基板1,21側にn型半
導体層を形成した場合について説明したが、本発明に係
る半導体発光素子は、サファイア基板1,21側にp型
半導体層を形成した半導体レーザ素子においても適用可
能である。この場合、表面準位を有するn型半導体層の
所定領域をエッチングしてストライプ状凹部を形成し、
ストライプ状凹部内で露出した表面準位が除去された再
成長表面上に、半導体層を再成長させる。The semiconductor laser devices 100, 200,
In 300, the case where the n-type semiconductor layer is formed on the sapphire substrates 1 and 21 is described, but the semiconductor light emitting device according to the present invention is a semiconductor laser device in which the p-type semiconductor layer is formed on the sapphire substrates 1 and 21. It is applicable also in. In this case, a predetermined region of the n-type semiconductor layer having a surface level is etched to form a stripe-shaped concave portion,
The semiconductor layer is regrown on the regrown surface from which surface levels exposed in the stripe-shaped concave portions have been removed.
【0104】また、図1(b)において、電流狭窄層1
0をリッジ部の上面にのらないように側面のみに形成
し、ストライプ状領域40をリッジ部上面全域としても
よい。この場合、図1(c)においては、リッジ部上面
のストライプ状領域40を所定深さまでエッチングする
ため、ストライプ状凹部は形成されず、リッジ部全体が
薄くなる。In FIG. 1B, the current confinement layer 1
0 may be formed only on the side surface so as not to be on the upper surface of the ridge portion, and the stripe-shaped region 40 may be the entire upper surface of the ridge portion. In this case, in FIG. 1C, since the stripe-shaped region 40 on the upper surface of the ridge portion is etched to a predetermined depth, no stripe-shaped concave portion is formed, and the entire ridge portion becomes thin.
【0105】なお、上記においては、本発明を半導体レ
ーザ素子に適用した場合について説明したが、本発明
は、発光ダイオード等のその他の半導体発光素子にも適
用可能である。In the above description, the case where the present invention is applied to a semiconductor laser device has been described, but the present invention is also applicable to other semiconductor light emitting devices such as light emitting diodes.
【0106】[0106]
【実施例】以下の実施例1〜9および比較例1〜3に示
すGaN系半導体レーザ素子について、光出力が4mW
となる際の駆動電流を測定した。EXAMPLES The GaN-based semiconductor laser devices shown in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3 had an optical output of 4 mW.
The driving current at the time of was measured.
【0107】[実施例1]図1(a)〜図2(g)に示
す半導体レーザ素子の製造方法により、半導体レーザ素
子100を作製した。なお、この場合においては、リッ
ジ部のp−光クラッド層9の所定領域を深さ20nmま
でエッチングし、再成長表面41を露出させた。Example 1 A semiconductor laser device 100 was manufactured by the method for manufacturing a semiconductor laser device shown in FIGS. 1 (a) to 2 (g). In this case, a predetermined region of the p-light cladding layer 9 in the ridge portion was etched to a depth of 20 nm to expose the regrown surface 41.
【0108】実施例1の半導体レーザ素子100を用い
て駆動電流を測定したことろ、駆動電流は250mAで
あった。When the drive current was measured using the semiconductor laser device 100 of Example 1, the drive current was 250 mA.
【0109】[実施例2]リッジ部のp−光クラッド層
9の所定領域に深さ10nmのストライプ状凹部を形成
した点を除いて、実施例1の半導体レーザ素子100と
同様の構造を有する半導体レーザ素子を作製した。この
ような実施例2の半導体レーザ素子は、リッジ部のp−
光クラッド層9の所定領域を深さ10nmまでエッチン
グしてストライプ状凹部を形成することにより、ストラ
イプ状凹部内に再成長表面41を露出させた点を除い
て、実施例1の半導体レーザ素子100と同様の製造方
法により作製した。Example 2 A semiconductor laser device has the same structure as that of the semiconductor laser device 100 of Example 1 except that a stripe-shaped concave portion having a depth of 10 nm is formed in a predetermined region of the p-light cladding layer 9 in the ridge portion. A semiconductor laser device was manufactured. The semiconductor laser device of the second embodiment has the p-type
A predetermined region of the optical cladding layer 9 was etched to a depth of 10 nm to form a stripe-shaped recess, and the semiconductor laser device 100 of the first embodiment was formed except that the regrowth surface 41 was exposed in the stripe-shaped recess. It was manufactured by the same manufacturing method as that described above.
【0110】実施例2の半導体レーザ素子を用いて駆動
電流を測定したところ、駆動電流は250mAであっ
た。The drive current was measured using the semiconductor laser device of Example 2 and found to be 250 mA.
【0111】[実施例3]リッジ部のp−光クラッド層
9の所定領域に深さ5nmのストライプ状凹部を形成し
た点を除いて、実施例1の半導体レーザ素子100と同
様の構造を有する半導体レーザ素子を作製した。このよ
うな実施例3の半導体レーザ素子は、リッジ部のp−光
クラッド層9の所定領域を深さ5nmまでエッチングし
てストライプ状凹部を形成することにより、ストライプ
状凹部内に再成長表面41を露出させた点を除いて、実
施例1の半導体レーザ素子100と同様の製造方法によ
り作製した。Example 3 A semiconductor laser device has the same structure as that of the semiconductor laser device 100 of Example 1 except that a stripe-shaped concave portion having a depth of 5 nm is formed in a predetermined region of the p-light cladding layer 9 in the ridge portion. A semiconductor laser device was manufactured. In the semiconductor laser device of the third embodiment, a predetermined region of the p-light cladding layer 9 in the ridge portion is etched to a depth of 5 nm to form a stripe-shaped recess, so that the regrown surface 41 is formed in the stripe-shaped recess. The semiconductor laser device 100 was manufactured by the same manufacturing method as that of the semiconductor laser device 100 of Example 1 except that the semiconductor laser device 100 was exposed.
【0112】実施例3の半導体レーザ素子を用いて駆動
電流を測定したところ、駆動電流は244mAであっ
た。The drive current was measured using the semiconductor laser device of Example 3 and found to be 244 mA.
【0113】[比較例1]比較例1においては、リッジ
部のp−光クラッド層9にストライプ状凹部が形成され
ていない点を除いて、実施例1の半導体レーザ素子10
0と同様の構造を有する半導体レーザ素子を作製した。
このような比較例1の半導体レーザ素子は、以下の点を
除いて、実施例1の半導体レーザ素子100と同様の製
造方法により作製した。[Comparative Example 1] In Comparative Example 1, the semiconductor laser device 10 of Example 1 was manufactured except that no stripe-shaped concave portion was formed in the p-light cladding layer 9 in the ridge portion.
A semiconductor laser device having the same structure as that of the semiconductor laser device was manufactured.
Such a semiconductor laser device of Comparative Example 1 was manufactured by the same manufacturing method as the semiconductor laser device 100 of Example 1 except for the following points.
【0114】比較例1の半導体レーザ素子においては、
ストライプ状凹部の形成のためのp−光クラッド層9の
エッチングを行わず、図1(b)に示すリッジ部のp−
光クラッド層9の領域40の表面を洗浄した後、この領
域40の表面上にp−コンタクト層11を再成長させ
た。In the semiconductor laser device of Comparative Example 1,
The etching of the p-light cladding layer 9 for forming the stripe-shaped concave portions was not performed, and the p-type of the ridge portion shown in FIG.
After cleaning the surface of the region 40 of the optical cladding layer 9, the p-contact layer 11 was regrown on the surface of this region 40.
【0115】比較例1の半導体レーザ素子を用いて駆動
電流を測定したところ、駆動電流は315mAであっ
た。When the drive current was measured using the semiconductor laser device of Comparative Example 1, the drive current was 315 mA.
【0116】[実施例4]図3(a)〜図4(h)に示
す半導体レーザ素子の製造方法により、半導体レーザ素
子200を作製した。なお、この場合においては、リッ
ジ部の第1のp−コンタクト層11aの所定領域を深さ
20nmまでエッチングし、第2の再成長表面43を露
出させた。Example 4 A semiconductor laser device 200 was manufactured by the method for manufacturing a semiconductor laser device shown in FIGS. 3 (a) to 4 (h). In this case, a predetermined region of the first p-contact layer 11a in the ridge portion was etched to a depth of 20 nm to expose the second regrown surface 43.
【0117】実施例4の半導体レーザ素子200を用い
て駆動電流を測定したところ、駆動電流は253mAで
あった。When the drive current was measured using the semiconductor laser device 200 of Example 4, the drive current was 253 mA.
【0118】[実施例5]リッジ部の第1のp−コンタ
クト層11aの所定領域に深さ10nmのストライプ状
凹部を形成した点を除いて、実施例4の半導体レーザ素
子200と同様の構造を有する半導体レーザ素子を作製
した。このような実施例5の半導体レーザ素子は、リッ
ジ部の第1のp−コンタクト層11aの所定領域を深さ
10nmまでエッチングしてストライプ状凹部を形成す
ることにより、ストライプ状凹部内に再成長表面43を
露出させた点を除いて、実施例4の半導体レーザ素子2
00と同様の製造方法により作製した。Fifth Embodiment A structure similar to that of the semiconductor laser device 200 of the fourth embodiment except that a stripe-shaped concave portion having a depth of 10 nm is formed in a predetermined region of the first p-contact layer 11a in the ridge portion. Was fabricated. In the semiconductor laser device of the fifth embodiment, a predetermined region of the first p-contact layer 11a in the ridge portion is etched to a depth of 10 nm to form a stripe-shaped concave portion, thereby regrowing in the stripe-shaped concave portion. Except that the surface 43 was exposed,
It was manufactured by the same manufacturing method as that of the 00
【0119】実施例5の半導体レーザ素子を用いて駆動
電流を測定したところ、駆動電流は250mAであっ
た。The drive current was measured using the semiconductor laser device of Example 5 and found to be 250 mA.
【0120】[実施例6]リッジ部の第1のp−コンタ
クト層11aの所定領域に深さ5nmのストライプ状凹
部を形成した点を除いて、実施例4の半導体レーザ素子
200と同様の構造を有する半導体レーザ素子を作製し
た。このような実施例6の半導体レーザ素子は、リッジ
部の第1のp−コンタクト層11aの所定領域を深さ5
nmまでエッチングしてストライプ状凹部を形成するこ
とにより、ストライプ状凹部内に再成長表面43を露出
させた点を除いて、実施例4の半導体レーザ素子200
と同様の製造方法により作製した。Example 6 A structure similar to that of the semiconductor laser device 200 of Example 4 except that a stripe-shaped concave portion having a depth of 5 nm was formed in a predetermined region of the first p-contact layer 11a in the ridge portion. Was fabricated. In the semiconductor laser device according to the sixth embodiment, the predetermined region of the first p-contact layer 11a in the ridge portion has a depth of 5 mm.
The semiconductor laser device 200 of Example 4 was formed except that the regrowth surface 43 was exposed in the stripe-shaped recess by forming the stripe-shaped recess by etching to nm.
It was manufactured by the same manufacturing method as that described above.
【0121】実施例6の半導体レーザ素子を用いて駆動
電流を測定したところ、駆動電流は252mAであっ
た。When the drive current was measured using the semiconductor laser device of Example 6, the drive current was 252 mA.
【0122】[比較例2]比較例2においては、リッジ
部の第1のp−コンタクト層11aにストライプ状凹部
が形成されていない点を除いて、実施例4の半導体レー
ザ素子200と同様の構造を有する半導体レーザ素子を
作製した。このような比較例2の半導体レーザ素子は、
以下の点を除いて、実施例4の半導体レーザ素子200
と同様の製造方法により作製した。[Comparative Example 2] In Comparative Example 2, except that the first p-contact layer 11a in the ridge portion was not formed with a stripe-shaped concave portion, the same as in the semiconductor laser device 200 of Example 4 was used. A semiconductor laser device having a structure was manufactured. Such a semiconductor laser device of Comparative Example 2
Except for the following points, the semiconductor laser device 200 of the fourth embodiment
It was manufactured by the same manufacturing method as that described above.
【0123】比較例2の半導体レーザ素子においては、
ストライプ状凹部の形成のためのp−コンタクト層11
のエッチングを行わず、リッジ部の第1のp−コンタク
ト層11aの表面を洗浄した後、この表面上に第2のp
−コンタクト層11bを再成長させた。In the semiconductor laser device of Comparative Example 2,
P-contact layer 11 for forming stripe-shaped concave portions
After the surface of the first p-contact layer 11a in the ridge portion is cleaned without performing the etching of
-The contact layer 11b was regrown.
【0124】比較例2の半導体レーザ素子を用いて駆動
電流を測定したところ、駆動電流は320mAであっ
た。When the drive current was measured using the semiconductor laser device of Comparative Example 2, the drive current was 320 mA.
【0125】[実施例7]図5(a)〜図6(f)に示
す半導体レーザ素子の製造方法により、半導体レーザ素
子300を作製した。なお、この場合においては、第1
のp−コンタクト層29の所定領域を深さ20nmまで
エッチングし、再成長表面44を露出させた。Example 7 A semiconductor laser device 300 was manufactured by the method for manufacturing a semiconductor laser device shown in FIGS. 5 (a) to 6 (f). In this case, the first
A predetermined region of the p-contact layer 29 was etched to a depth of 20 nm to expose the regrown surface 44.
【0126】実施例7の半導体レーザ素子を用いて駆動
電流を測定したところ、駆動電流は248mAであっ
た。When the drive current was measured using the semiconductor laser device of Example 7, the drive current was 248 mA.
【0127】[実施例8]第1のp−コンタクト層29
の所定領域に深さ10nmのストライプ状凹部を形成し
た点を除いて、実施例7の半導体レーザ素子300と同
様の構造を有する半導体レーザ素子を作製した。このよ
うな実施例8の半導体レーザ素子は、第1のp−コンタ
クト層29の所定領域を深さ10nmまでエッチングし
てストライプ状凹部を形成することにより、ストライプ
状凹部内に再成長表面44を露出させた点を除いて、実
施例7の半導体レーザ素子300と同様の製造方法によ
り作製した。[Embodiment 8] First p-contact layer 29
A semiconductor laser device having a structure similar to that of the semiconductor laser device 300 of Example 7 was manufactured except that a stripe-shaped concave portion having a depth of 10 nm was formed in a predetermined region. In the semiconductor laser device of Example 8 described above, a predetermined region of the first p-contact layer 29 is etched to a depth of 10 nm to form a stripe-shaped recess, so that the regrown surface 44 is formed in the stripe-shaped recess. The semiconductor laser device 300 was manufactured by the same manufacturing method as that of the semiconductor laser device 300 of the seventh embodiment except that it was exposed.
【0128】実施例8の半導体レーザ素子を用いて駆動
電流を測定したところ、駆動電流は255mAであっ
た。When the drive current was measured using the semiconductor laser device of Example 8, the drive current was 255 mA.
【0129】[実施例9]第1のp−コンタクト層29
の所定領域に深さ5nmのストライプ状凹部を形成した
点を除いて、実施例7の半導体レーザ素子300と同様
の構造を有する半導体レーザ素子を作製した。このよう
な実施例9の半導体レーザ素子は、第1のp−コンタク
ト層29の所定領域を深さ5nmまでエッチングしてス
トライプ状凹部を形成することによりストライプ状凹部
内に再成長表面44を露出させた点を除いて、実施例7
の半導体レーザ素子300と同様の製造方法により作製
した。[Embodiment 9] First p-contact layer 29
A semiconductor laser device having the same structure as that of the semiconductor laser device 300 of Example 7 was manufactured except that a stripe-shaped concave portion having a depth of 5 nm was formed in a predetermined region. In the semiconductor laser device of the ninth embodiment, a predetermined region of the first p-contact layer 29 is etched to a depth of 5 nm to form a stripe-shaped recess, thereby exposing the regrown surface 44 in the stripe-shaped recess. Example 7 except that
It was manufactured by the same manufacturing method as that of the semiconductor laser device 300 of FIG.
【0130】実施例9の半導体レーザ素子を用いて駆動
電流を測定したところ、駆動電流は250mAであっ
た。When the drive current was measured using the semiconductor laser device of Example 9, the drive current was 250 mA.
【0131】[比較例3]比較例3においては、第1の
p−コンタクト層29にストライプ状凹部が形成されて
いない点を除いて、実施例7の半導体レーザ素子300
と同様の構造を有する半導体レーザ素子を作製した。こ
のような比較例3の半導体レーザ素子は、以下の点を除
いて、実施例7の半導体レーザ素子300と同様の製造
方法により作製した。[Comparative Example 3] In Comparative Example 3, the semiconductor laser device 300 of Example 7 was used except that no stripe-shaped concave portion was formed in the first p-contact layer 29.
A semiconductor laser device having the same structure as described above was manufactured. Such a semiconductor laser device of Comparative Example 3 was manufactured by the same manufacturing method as that of the semiconductor laser device 300 of Example 7, except for the following points.
【0132】比較例3の半導体レーザ素子においては、
ストライプ状凹部の形成のための第1のp−コンタクト
層29のエッチングを行わず、第1のp−コンタクト層
29の表面を洗浄した後、この表面上にp−光クラッド
層32を再成長させた。In the semiconductor laser device of Comparative Example 3,
After etching the surface of the first p-contact layer 29 without performing etching of the first p-contact layer 29 for forming the stripe-shaped concave portions, the p-light cladding layer 32 is regrown on this surface. I let it.
【0133】比較例3の半導体レーザ素子を用いて駆動
電流を測定したところ、駆動電流は300mAであっ
た。When the drive current was measured using the semiconductor laser device of Comparative Example 3, the drive current was 300 mA.
【0134】以上の実施例1〜9においては、表面準位
を有する各層9,11a,29をエッチングしてストラ
イプ状凹部を形成することにより、表面準位が除去され
た再成長表面41,43,44を露出させ、この再成長
表面41,43,44上に各層11,11b,32を再
成長させる。一方、比較例1〜3においては、表面準位
を有する各層9,11a,29をエッチングせず、表面
準位を有する各層9,11a,29上に、直接、各層1
1,11b,32を再成長させる。このため、実施例1
〜9の半導体レーザ素子においては、比較例1〜3の半
導体レーザ素子と比べて、素子抵抗および無効電流の低
減が図られる。したがって、実施例1〜9の半導体レー
ザ素子では、比較例1〜3の半導体レーザ素子よりも低
い駆動電流により、4mWの光出力が得られた。In the first to ninth embodiments, the layers 9, 11 a, and 29 having surface levels are etched to form stripe-shaped concave portions, so that the regrown surfaces 41 and 43 from which the surface levels have been removed are formed. , 44 are exposed, and the layers 11, 11b, 32 are regrown on the regrown surfaces 41, 43, 44. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, each layer 9, 11a, 29 having a surface state was not etched, and each layer 1, 11a, 29 having a surface state was directly formed on each layer 9, 11a, 29.
1, 11b, 32 are regrown. Therefore, Embodiment 1
In the semiconductor laser devices of Nos. To 9, the device resistance and the reactive current are reduced as compared with the semiconductor laser devices of Comparative Examples 1 to 3. Therefore, in the semiconductor laser devices of Examples 1 to 9, an optical output of 4 mW was obtained with a lower drive current than the semiconductor laser devices of Comparative Examples 1 to 3.
【図1】本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法の第
1の例を示す模式的工程断面図である。FIG. 1 is a schematic process sectional view showing a first example of a method for manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention.
【図2】本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法の第
1の例を示す模式的工程断面図である。FIG. 2 is a schematic process sectional view showing a first example of a method for manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention.
【図3】本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法の第
2の例を示す模式的工程断面図である。FIG. 3 is a schematic process sectional view showing a second example of the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention.
【図4】本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法の第
2の例を示す模式的工程断面図である。FIG. 4 is a schematic process sectional view showing a second example of the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention.
【図5】本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法の第
3の例を示す模式的工程断面図である。FIG. 5 is a schematic process sectional view showing a third example of the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention.
【図6】本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法の第
3の例を示す模式的工程断面図である。FIG. 6 is a schematic process sectional view showing a third example of the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention.
【図7】従来の半導体レーザ素子の例を示す模式的断面
図である。FIG. 7 is a schematic sectional view showing an example of a conventional semiconductor laser device.
1,21,61 サファイア基板 2,22,62 低温バッファ層 3,23,63 n−GaN層 4,24,64 n−光クラッド層 5,25,65 n−光ガイド層 6,26,66 n−MQW発光層 7,27,67 p−ブロック層 8,28,68 p−光ガイド層 9,9a,9b,32,69 p−光クラッド層 10,31,71 電流狭窄層 11,11a,11b,29,33,70,72 p−
コンタクト層 12,73 SiO2 膜 41,42,43,44 再成長表面 50 n電極 51 p電極 100,200,300,400 半導体レーザ素子1,21,61 Sapphire substrate 2,22,62 Low-temperature buffer layer 3,23,63 n-GaN layer 4,24,64 n-optical cladding layer 5,25,65 n-optical guiding layer 6,26,66 n -MQW light emitting layer 7, 27, 67 p-blocking layer 8, 28, 68 p-light guiding layer 9, 9a, 9b, 32, 69 p-optical cladding layer 10, 31, 71 current confinement layer 11, 11a, 11b , 29, 33, 70, 72 p-
Contact layer 12, 73 SiO 2 film 41, 42, 43, 44 Regrowth surface 50 n electrode 51 p electrode 100, 200, 300, 400 Semiconductor laser device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F041 AA03 AA24 AA44 CA04 CA05 CA34 CA40 CA46 CA65 CA74 CB03 5F073 AA13 AA20 AA45 AA51 AA55 AA74 CB05 CB07 EA23 EA28 EA29 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5F041 AA03 AA24 AA44 CA04 CA05 CA34 CA40 CA46 CA65 CA74 CB03 5F073 AA13 AA20 AA45 AA51 AA55 AA74 CB05 CB07 EA23 EA28 EA29
Claims (11)
ム、アルミニウムおよびホウ素の少なくとも1つを含む
第1の窒化物系半導体層上にストライプ状の電流注入領
域が設けられ、前記電流注入領域における前記第1の窒
化物系半導体層の表面から一定深さまでが除去されてス
トライプ状凹部が形成され、少なくとも前記ストライプ
状凹部内の前記第1の窒化物系半導体層上にインジウ
ム、ガリウム、アルミニウムおよびホウ素の少なくとも
1つを含む第2の窒化物系半導体層が形成されたことを
特徴とする半導体発光素子。1. A stripe-shaped current injection region is provided on a first nitride-based semiconductor layer including a light-emitting layer and including at least one of indium, gallium, aluminum, and boron. 1 is removed from the surface of the nitride-based semiconductor layer to a certain depth to form a stripe-shaped recess, and at least indium, gallium, aluminum, and boron are formed on the first nitride-based semiconductor layer in the stripe-shaped recess. A semiconductor light emitting device, wherein a second nitride-based semiconductor layer including at least one is formed.
領域にリッジ部が形成され、前記リッジ部の上面に前記
ストライプ状凹部が形成され、前記ストライプ状凹部の
両側の前記第1の窒化物系半導体層の領域上に電流狭窄
層が形成され、前記ストライプ状凹部内の前記第1の窒
化物系半導体層上に前記第2の窒化物系半導体層が形成
されたことを特徴とする請求項1記載の半導体発光素
子。2. A ridge portion is formed in a region of a predetermined width of the first nitride-based semiconductor layer, the stripe-shaped concave portion is formed on an upper surface of the ridge portion, and the first concave portions on both sides of the stripe-shaped concave portion are formed. A current confinement layer is formed on the region of the nitride-based semiconductor layer, and the second nitride-based semiconductor layer is formed on the first nitride-based semiconductor layer in the stripe-shaped recess. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein
光層を含む下部層と、前記下部層上において前記電流注
入領域よりも幅広の領域に形成された上部層とにより構
成され、前記上部層の上面に前記ストライプ状凹部が形
成され、前記ストライプ状凹部の両側の前記上部層上お
よび前記下部層上に電流狭窄層が形成され、前記電流狭
窄層上および前記ストライプ状凹部内の前記上部層上に
前記第2の窒化物系半導体層が形成されたことを特徴と
する請求項1記載の半導体発光素子。3. The first nitride-based semiconductor layer includes a lower layer including the light emitting layer, and an upper layer formed on the lower layer in a region wider than the current injection region. The stripe-shaped concave portion is formed on the upper surface of the upper layer, a current confinement layer is formed on the upper layer and the lower layer on both sides of the stripe-shaped concave portion, and a current confinement layer is formed on the current constriction layer and in the stripe-shaped concave portion. 2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said second nitride-based semiconductor layer is formed on said upper layer.
まで除去され、前記除去された領域上に前記上部層が形
成されたことを特徴とする請求項3記載の半導体発光素
子。4. The semiconductor light emitting device according to claim 3, wherein said wide region of said lower layer is removed to a certain depth, and said upper layer is formed on said removed region.
の窒化物系半導体層の領域上に電流狭窄層が形成され、
前記電流狭窄層上および前記ストライプ状凹部内の前記
第1の窒化物系半導体層上に前記第2の窒化物系半導体
層が形成されたことを特徴とする請求項1記載の半導体
発光素子。5. A method according to claim 1, wherein the first portions on both sides of the stripe-shaped recess are provided.
A current confinement layer is formed on the region of the nitride-based semiconductor layer of
2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said second nitride-based semiconductor layer is formed on said current confinement layer and on said first nitride-based semiconductor layer in said stripe-shaped recess.
ム、アルミニウムおよびホウ素の少なくも1つを含む第
1の窒化物系半導体層を形成する工程と、 ストライプ状の電流注入領域における前記第1の窒化物
系半導体層の表面から一定深さまでをエッチングしてス
トライプ状凹部を形成する工程と、 少なくとも前記ストライプ状凹部内の前記第1の窒化物
系半導体層上にインジウム、ガリウム、アルミニウムお
よびホウ素の少なくとも1つを含む第2の窒化物系半導
体層を形成する工程をさらに備えたことを特徴とする半
導体発光素子の製造方法。6. A step of forming a first nitride-based semiconductor layer including a light-emitting layer and including at least one of indium, gallium, aluminum, and boron; and the first nitride in a stripe-shaped current injection region. Forming a stripe-shaped concave portion by etching from the surface of the material-based semiconductor layer to a predetermined depth; and forming at least indium, gallium, aluminum, and boron on the first nitride-based semiconductor layer in the stripe-shaped concave portion. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, further comprising a step of forming a second nitride-based semiconductor layer including one.
領域にリッジ部を形成し、前記リッジ部の上面に前記ス
トライプ状凹部を形成し、前記ストライプ状凹部の両側
の前記第1の窒化物系半導体層の領域上に電流狭窄層を
形成し、前記ストライプ状凹部内の前記第1の窒化物系
半導体層上に前記第2の窒化物系半導体層を形成するこ
とを特徴とする請求項6記載の半導体発光素子の製造方
法。7. A ridge portion is formed in a region of a predetermined width of the first nitride-based semiconductor layer, the stripe-shaped concave portion is formed on an upper surface of the ridge portion, and the first concave portions on both sides of the stripe-shaped concave portion are formed. Forming a current confinement layer on the region of the nitride-based semiconductor layer, and forming the second nitride-based semiconductor layer on the first nitride-based semiconductor layer in the stripe-shaped recess. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 6.
入領域よりも幅広の上部層を積層することにより前記第
1の窒化物系半導体層を形成し、前記上部層の上面に前
記ストライプ状凹部を形成し、前記ストライプ状凹部の
両側の前記上部層上および前記下部層上に電流狭窄層を
形成し、前記電流狭窄層上および前記ストライプ状凹部
内の前記上部層上に前記第2の窒化物系半導体層を形成
することを特徴とする請求項6記載の半導体発光素子の
製造方法。8. The first nitride semiconductor layer is formed by laminating an upper layer wider than the current injection region on a lower layer including the light emitting layer, and the stripe is formed on an upper surface of the upper layer. Forming a current confining layer on the upper layer and the lower layer on both sides of the stripe-shaped concave portion, and forming the second confining layer on the current confining layer and on the upper layer in the stripe-shaped concave portion. 7. The method according to claim 6, wherein the nitride-based semiconductor layer is formed.
までエッチングし、前記エッチングした領域上に前記上
部層を形成することを特徴とする請求項8記載の半導体
発光素子の製造方法。9. The method according to claim 8, wherein the wide area of the lower layer is etched to a certain depth, and the upper layer is formed on the etched area.
1の窒化物系半導体層の領域上に電流狭窄層を形成し、
前記電流狭窄層上および前記ストライプ状凹部内の前記
第1の窒化物系半導体層上に前記第2の窒化物系半導体
層を形成することを特徴とする請求項6記載の半導体発
光素子の製造方法。10. A current confinement layer is formed on a region of the first nitride semiconductor layer on both sides of the stripe-shaped recess,
7. The semiconductor light-emitting device according to claim 6, wherein the second nitride-based semiconductor layer is formed on the current confinement layer and on the first nitride-based semiconductor layer in the stripe-shaped recess. Method.
ム、アルミニウムおよびホウ素の少なくも1つを含む第
1の窒化物系半導体層を形成する工程と、 ストライプ状の電流注入領域における前記第1の窒化物
系半導体層の表面から一定深さまでをエッチングする工
程と、 少なくとも前記エッチングされた領域の前記第1の窒化
物系半導体層上にインジウム、ガリウム、アルミニウム
およびホウ素の少なくとも1つを含む第2の窒化物系半
導体層を形成する工程をさらに備えたことを特徴とする
半導体発光素子の製造方法。11. A step of forming a first nitride-based semiconductor layer including a light-emitting layer and including at least one of indium, gallium, aluminum, and boron; and forming the first nitride-based semiconductor layer in a stripe-shaped current injection region. Etching to a certain depth from the surface of the nitride-based semiconductor layer; and at least one of indium, gallium, aluminum and boron on the first nitride-based semiconductor layer in the etched region. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, further comprising a step of forming a nitride-based semiconductor layer.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003017810A (en) * | 2001-07-02 | 2003-01-17 | Sony Corp | Nitride semiconductor manufacturing method and semiconductor device manufacturing method |
JP2006179565A (en) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Sony Corp | Semiconductor laser device |
JP2019169584A (en) * | 2018-03-23 | 2019-10-03 | ローム株式会社 | Semiconductor laser device |
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