制造氮化物半导体激光器的方法

专利名称：制造氮化物半导体激光器的方法
技术领域：
本发明涉及到一种制造氮化物半导体激光器的方法。
背景技术：
非专利文献1 (Kuniyosi OKAMOTO et.al, "Pure Blue Laser Diodes Based on Nonpolarm-plane Gallium Nitride with InGaN Waveguiding Layers", Japanese Journal of Applied Physics, Vol.46， No.35， 2007, p丄820-L822)中记载了一种蓝色激光二极管，该激光二极管形成在非 极性m面氮化镓基板上。振荡波长为451.8nm，阈值电流为134mA。 激光二极管包括InGaN量子阱构造、p型的GaN或InGaN光导层、n 型的GaN或InGaN光导层、含Al的披覆层。

发明内容
称为半导体激光器的发光元件是在非极性GaN基板及半极性GaN 基板上制造的。用于该发光元件的非极性GaN基板及半极性GaN基板 例如如下制造。
切断生长得较厚的GaN晶体，形成微小的GaN半导体片。该GaN 半导体片的表面具有所需的GaN晶面。接着在GaN半导体片上生长用 于半导体激光器的半导体重叠层。在半导体重叠层及半导体片上制造 好用于半导体激光器的电极的物后，劈开半导体片，形成用于激光腔 的劈开面。用于半导体激光器的导光波必须相对激光腔确定方向。因 此需要例如通过X线衍射等测定半导体片的面取向，从而确定半导体 片的边缘的方向。例如参照半导体片的边缘方向，进行导光波的方向 确定。如上制造半导体片，因此半导体片的边缘方向根据半导体片而 各不相同。并且，参照边缘方向进行导光波的方向确定是不容易的，方向确定会产生误差。
上述GaN半导体片具有所需的GaN晶面，但GaN半导体片的制 造没有考虑到激光腔的方向确定。并且在制造用于形成半导体片的 GaN厚膜时也没有考虑到激光腔的方向确定。
本发明的目的在于提供一种制造半导体激光器的方法，使用了非 极性或半极性晶片，能够容易地进行激光腔的方向确定。
本发明的一个方面是制造氮化物半导体激光器的方法。该方法包 括以下步骤(a)准备基板体，上述基板体具有由六方晶系氮化镓半 导体构成的晶体、与向该六方晶系氮化镓半导体的c轴方向延伸的预定 的轴交叉的正面及背面、多个标志构造物；(b)沿着与上述多个标志 构造物交叉的平面切断上述基板体，形成具有正面、背面及第1标志 的六方晶系氮化镓半导体晶片；(c)形成半导体重叠层，该半导体重 叠层包括用于半导体激光器的多个氮化镓系半导体层，并且具有沿上 述第l标志延伸的第2标志；(d)将绝缘膜形成在上述半导体重叠层 上，上述绝缘膜具有与上述第2标志的方向一致地设置的开口； (e) 在形成上述绝缘膜后，在上述绝缘膜及上述半导体重叠层上形成电极， 从而形成基板制品；以及(f)在形成上述电极后，以上述六方晶系氮 化镓半导体的劈开面劈开上述基板制品。上述晶体设置在上述标志构 造物之间，上述各标志构造物沿着基准面从上述基板体的上述正面延 伸到上述背面，上述基准面为由该六方晶系氮化镓半导体的m轴及c 轴规定的基准面及由该六方晶系氮化镓半导体的a轴及c轴规定的基准 面中的任意一个基准面，上述各第1标志从上述六方晶系氮化镓半导 体晶片的上述正面延伸到上述背面，由各标志构造物的一部分构成， 上述多个氮化镓系半导体层在上述六方晶系氮化镓半导体晶片的正面 上外延生长。
根据该方法，基板体包含沿上述基准面延伸的标志构造物，因此通过沿着与各标志构造物交叉的上述平面切断基板体，可制造包含第1
标志的晶片。由于上述基准面由该六方晶系氮化镓半导体的m轴及c 轴的组合或a轴及c轴的组合中的任意一个组合规定，所以通过使用第 l标志，能够向适当的方向对半导体激光器的激光腔确定方向。
在本发明涉及的方法中，用于上述标志构造物的上述基准面由该 六方晶系氮化镓半导体的a轴及c轴规定，上述平面相对于该六方晶系 氮化镓半导体的m面，绕该六方晶系氮化镓半导体的c轴倾斜有限的 旋转角度。
根据该方法，制造具有非极性a面或从该a面倾斜的面的晶片。 在晶片的正面上，第l标志朝向c轴方向。
在本发明涉及的方法中，上述六方晶系氮化镓半导体晶片的上述 正面相对于该六方晶系氮化镓半导体的m面倾斜，上述第1标志的间 隔大于上述标志构造物的间隔，上述基板制品的劈开面为c面。
根据该方法，通过以c面劈开，能够获得用于激光腔的劈开面。 并且，由于上述倾斜，能够使第1标志的间隔大于标志构造物的间隔。
在本发明涉及的方法中，上述平面沿着该六方晶系氮化镓半导体 的a面延伸。根据该方法，能够获得具有非极性a面的多个晶片。
在本发明涉及的方法中，上述六方晶系氮化镓半导体晶片的上述 正面是该六方晶系氮化镓半导体的a面，上述基板制品的劈开面是c 面。根据该方法，第1标志向c轴方向延伸。使用第1标志能够制造适 于c面劈开的激光器构造。
在本发明涉及的方法中，用于上述标志构造物的上述基准面由该 六方晶系氮化镓半导体的m轴及c轴规定，上述平面相对于该六方晶系氮化镓半导体的a面，绕该六方晶系氮化镓半导体的c轴倾斜有限的 旋转角度。
根据该方法，可制造具有非极性m面或从该m面倾斜的面的晶片。 在晶片的正面上，第l标志朝向c轴方向。
在本发明涉及的方法中，上述六方晶系氮化镓半导体晶片的上述 正面相对于该六方晶系氮化镓半导体的a面倾斜，上述第1标志的间隔 大于上述标志构造物的间隔，上述基板制品的劈开面为c面。
根据该方法，通过以c面劈开，能够获得用于激光腔的劈开面。 并且，由于上述倾斜，能够使第l标志的间隔大于标志构造物的间隔。
在本发明涉及的方法中，上述平面沿着该六方晶系氮化镓半导体 的m面延伸。根据该方法，能够获得具有非极性m面的多个晶片。
在本发明涉及的方法中，上述六方晶系氮化镓半导体晶片的上述 正面是该六方晶系氮化镓半导体的m面，上述基板制品的劈开面是c 面。根据该方法，第l标志向c轴方向延伸。使用第l标志，能够制造 出适于c面劈开的激光器构造。
在本发明涉及的方法中，上述基板体具有向该六方晶系氮化镓半 导体的c轴方向延伸的曲面状的侧面，上述平面与上述基板体的上述正 面、上述背面及上述侧面交叉。
根据该方法，基板体的厚度与晶片的一边的长度有关，基板体的 直径与晶片的另一边的长度有关。
在本发明涉及的方法中，用于上述标志构造物的上述基准面由该 六方晶系氮化镓半导体的a轴及c轴规定，上述平面相对于该六方晶系氮化镓半导体的c面，向该六方晶系氮化镓半导体的m轴方向倾斜有 限的倾斜角度。
根据该方法，能够制造出具有从m面倾斜的半极性面的晶片。在 晶片的正面上，第l标志朝向a轴的方向。
在本发明涉及的方法中，上述六方晶系氮化镓半导体晶片的上述 正面包含相对于该六方晶系氮化镓半导体的c面倾斜的半极性面，上述 第1标志的间隔大于上述标志构造物的间隔，上述基板制品的劈开面 是a面。
根据该方法，通过以a面劈开，能够获得用于激光腔的劈开面。 并且，由于上述倾斜，能够使第l标志的间隔大于标志构造物的间隔。
在本发明涉及的方法中，用于上述标志构造物的上述基准面由该 六方晶系氮化镓半导体的m轴及c轴规定，上述平面相对于该六方晶 系氮化镓半导体的c面，向该六方晶系氮化镓半导体的a轴方向倾斜有 限的倾斜角度。
根据该方法，能够制造出具有从a面倾斜的半极性面的晶片。在 晶片的正面上，第l标志朝向m轴的方向。
在本发明涉及的方法中，上述六方晶系氮化镓半导体晶片的上述 正面包含相对于该六方晶系氮化镓半导体的c面倾斜的半极性面，上述 第1标志的间隔大于上述标志构造物的间隔，上述基板制品的劈开面 是m面。
根据该方法，通过以m劈开，能够获得用于激光腔的劈开面。并 且，由于上述倾斜，能够使第1标志的间隔大于标志构造物的间隔。在本发明涉及的方法中，上述基板体具有向该六方晶系氮化镓半 导体的C轴方向延伸的曲面状的侧面，上述平面与上述基板体的上述侧 面交叉。根据该方法，能够获得口径非常大的晶片。并且，在本发明 涉及的方法中，上述平面与上述基板体的上述侧面及上述正面交叉， 并且不与背面交叉。或者，在本发明涉及的方法中，上述平面与上述 基板体的上述侧面及上述背面交叉，并且不与上述正面交叉。根据该 方法，虽然晶片尺寸小于上述尺寸，但在制造晶片时能够有效利用基 板体。
在本发明涉及的方法中，上述倾斜角度是15度以上，并且上述倾 斜角度是70度以下。根据该方法，能够制造出具有半极性面的特征的 正面的晶片。
在本发明涉及的方法中，上述标志构造物由六方晶系氮化镓半导 体构成，上述基板体包括交替排列的第1及第2区域，上述第1区域 的晶轴的方向与上述第2区域的晶轴的方向相反，上述标志构造物包 含上述第l区域。根据该方法，将晶轴方向的不同应用于标志。
在本发明涉及的方法中，上述基板体包括交替排列的第1及第2 区域，上述第1区域具有比预定的穿透位错密度大的第1平均穿透位 错密度，上述第2区域具有比上述预定的穿透位错密度小的第2平均 穿透位错密度，上述第1及第2区域从上述基板体的上述正面延伸到 上述基板体的上述背面，上述标志构造物包含上述第1区域。
根据该方法，能够将在不用于器件制造的高缺陷密度的第1区域 作为标志而使用，并且在低缺陷密度的第2区域上制造器件。
在本发明涉及的方法中，上述基板体具有由从上述基板体的上述 正面向上述背面延伸的侧面规定的槽，上述标志构造物包含上述槽。根据该方法，能够将基板体的侧面形状用于标志。
在本发明涉及的方法中，上述基板体的侧面具有从上述基板体的 上述正面向上述背面延伸的槽，上述标志构造物包含由与六方晶系氮 化镓单晶体不同的多晶体、金属及绝缘体中的至少一种构成的部件，
上述部件设置在上述槽内，并且从上述基板体的上述正面向上述背面 延伸。
根据该方法，能够将基板体的侧面槽内的不同种类的部件用作标


本发明的上述目的、其他目的、特征及优点可通过参照附图所进 行的本发明的优选实施方式的以下说明进一步明确。
图1是表示本发明的第1实施方式涉及的氮化物半导体激光器的
制造方法的主要步骤的流程图。
图2是表示第1实施方式涉及的基板体1的示意图。
图3是表示从基板体切取的六方晶系氮化镓半导体晶片的图。
图4是表示GaN晶片上形成的半导体重叠层的剖面的示意图。
图5是表示半导体重叠层上形成的绝缘膜的图。
图6是表示基板制品的剖面构造的示意图。
图7是基板制品的上表面、激光棒及激光元件的示意图。
图8是表示第2实施方式涉及的基板体及GaN晶片的图。
图9是表示第3实施方式涉及的基板体及从基板体切取的GaN晶
片的图。
图10是表示第4实施方式涉及的基板体及GaN晶片的图。 图11是表示形成基板体的方法、通过该方法制造的基板体、由该 基板体制造的GaN晶片的示意图。
具体实施例方式
参照示例的附图并考虑以下详细说明能够容易理解本发明的内 容。以下，参照

本发明的氮化物半导体激光器的制造方法涉 及的实施方式。对同一部分尽可能标以相同的标号。
(第1实施方式)
图1是表示本发明的第1实施方式涉及的氮化物半导体激光器的
制造方法的主要步骤的流程图。参照该图1的流程图100，本实施方式 涉及的氮化物半导体激光器的制造方法具有以下步骤准备具有多个 标志构造物的基板体的步骤S101;切断基板体而形成六方晶系氮化镓 半导体晶片的步骤S103;形成半导体重叠层的步骤S105;在半导体重 叠层上形成具有开口的绝缘膜的步骤S107;形成电极而形成基板制品 的步骤S109;劈开基板制品的步骤S111;以及切取各激光元件的步骤 S113。以下具体说明各步骤。
(步骤S101)
在步骤S101中，准备具有多个标志构造物和晶体的基板体。图2 是表示本实施方式涉及的基板体的示意图。基板体1包括多个晶体2 及多个标志构造物3，多个晶体2由外延生长的六方晶系氮化镓类半导 体构成。六方晶系氮化镓类半导体例如可由氮化镓(GaN)构成。并且， 基板体1具有正面lx及背面ly。该正面lx及背面ly与在晶体2的c 轴方向上延伸的轴交叉，优选正交。并且，多个标志构造物3分别沿 着由晶体2的a轴及c轴规定的基准面(以下作为"a-c基准面"而参 照)。多个标志构造物3从基板体1的正面lx延伸到背面ly。
晶体2沿着标志构造物3延伸，并且从正面lx到达背面ly。标 志构造物3及晶体2在晶体2的m轴方向上交替排列。标志构造物3 由GaN构成，该GaN区域具有比预定的穿透位错密度大的第1平均穿 透位错密度。并且，晶体2具有比预定的穿透位错密度小的第2平均 穿透位错密度。标志构造物3的GaN的c轴与晶体2的GaN的c轴方向相反。并且，预定的穿透位错密度例如是ixio6 ixio8cm-2。
基板体1的标志构造物3是结晶缺陷集中的区域。具有该多个标 志构造物3的基板体1例如可以如下形成在衬板上形成条纹状的绝 缘膜掩模后，在衬板及绝缘膜掩模上外延生长晶体2。在绝缘膜掩模上 形成标志构造物。基板体1的正面lx的边缘上两点距离的最大值例如 为45mm以上，在衬板的正面形状大致为圆时，该距离对应于该圆的 直径。并且，基板体l例如具有曲面状的侧面，此外可形成为圆柱形。
(步骤S103)
在步骤S103中，切断基板体，形成六方晶系氮化镓半导体晶片。 图3 (A)是表示从基板体切取的六方晶系氮化镓半导体晶片的示意图， 图3 (B)是表示从基板体切取的六方晶系氮化镓半导体晶片的平面图。
如图3(A)所示，在本步骤中，切断基板体l，制作GaN晶片5。 此时，基板体1沿着与多个标志构造物3交叉的平面P1被切断，该切 断使用切断装置来进行。作为切断装置，例如可使用线锯等。在第1 方式中，平面Pl可沿着a面延伸。该GaN晶片5的正面5x为非极性 面。GaN晶片5的正面5x上形成的半导体层的压电极化较小。在第2 方式中，平面P1可以是从m面绕沿着c轴的预定的轴Axl以角度al 倾斜的面。在GaN晶片5的正面5x上形成的半导体层生长时，通过控 制步进密度(Step density)，可使半导体层的表面形态良好。在任意 一种方式下，平面Pl相对于m面均以有限的旋转角度cd倾斜。平面 Pl与m面所成的角度al可以是锐角或钝角。
参照图3 (B)，表示切取的GaN晶片5。该GaN晶片5是通过 将基板体1沿着a面切断而切取，因此GaN晶片5的正面5x及背面 5y表现为a面。因此，GaN晶片5具有非极性面的正面5x。
并且，基板体1的标志构造物3沿着a-c基准面从基板体1的正面lx延伸到背面ly，因此沿着与多个标志构造物3交叉的a面切断基板 体l而形成GaN晶片5。因此，GaN晶片5具有向晶体2的c轴方向 延伸的多个第1标志7，上述第1标志7由标志构造物3的一部分构成。 各第1标志7和标志构造物3同样沿着a-c基准面延伸，并且从GaN 晶片5的正面5x延伸到背面5y。
(步骤S105)
在步骤S105中，在GaN晶片5上形成用于半导体激光器的半导 体重叠层。图4是表示GaN晶片上形成的半导体重叠层的剖面的示意 图。
在GaN晶片5的正面5x上，半导体重叠层20通过MOCVD (有 机金属气相生长)法、MBE (分子束生长)法等而外延地形成。半导 体重叠层20可包括用于半导体激光器的多个氮化镓系半导体层。
半导体重叠层20例如可包括下部披覆层11、下部引导层13、活 性层15、上部引导层17、电子模块层19、上部披覆层21、连接层23， 这些半导体层在GaN晶片5的正面5x上依次生长。活性层15例如具 有量子阱构造，量子阱构造包括交替排列的井层及势垒层。
下部披覆层11: n型Al0.04Ga0.96N，厚度2拜 下部引导层13:材质Ino.Q2Gao.98N非掺杂，厚度100nm 活性层15: 3层井层15a， 4层势垒层15b 井层15a: In0.07Ga0 93N,厚度3nm 势垒层15b: In0.02Ga0.98N，厚度15nm 上部引导层17: Ino.o2Gao.98N非掺杂，厚度100nm 电子模块层19: p型Al0.18Ga0.82N，厚度20nm 上部披覆层21: p型Alo.o6Gao.94N，厚度400nm 连接层23: p型GaN，厚度50nm。并且，GaN晶片5的第1标志7的结晶质量在半导体重叠层20 生长时得到延续，在第1标志7上生长多个第1区域。第1区域具有 大于预定的穿透位错密度的位错密度。该第1区域包含在半导体重叠 层20中，参照为第2标志27。在半导体重叠层20生长时，第2标志 27在半导体重叠层20内作为第1区域而形成。该第2标志27是在半 导体重叠层20外延生长时形成，因此向与第1标志7的方向相同的方 向延伸，从下表面20y到达上表面20x。第2标志27和第1标志7同 样沿着a-c基准面延伸。半导体重叠层20包括与第1区域不同的第2 区域，因此第2区域与半导体重叠层20的第2标志27不同。第1区 域和第2区域在m轴方向上交替排列。第2区域具有小于预定穿透位 错密度的位错密度。
(步骤S107)
在步骤S107中，在半导体重叠层上形成具有开口的绝缘膜。图5 表示在半导体重叠层上形成的绝缘膜。
如图5所示，绝缘层25形成在半导体重叠层20上。绝缘层25具 有与第2标志27的方向对应地设置的开口 25a。开口 25a沿着第2标 志27延伸的c轴方向延伸。
绝缘层25例如如下形成。首先，在半导体重叠层20的整个面上 通过真空蒸镀法等形成Si02等绝缘膜。绝缘膜的厚度例如是100nm。 之后，在该绝缘膜上形成掩模。该掩模例如由抗蚀剂构成。掩模具有 用于形成开口 25a的图案，例如沿着c轴方向具有开口。之后，使用掩 模通过蚀刻去除绝缘膜，形成绝缘层25。之后，去除抗蚀剂掩模。
(步骤S109)
在步骤S109中，在GaN晶片的背面形成下部电极，并且在半导 体重叠层及绝缘膜上形成上部电极，从而形成基板制品。图6是表示基板制品的剖面构造的示意图。如图6所示，上部电 极膜28形成在绝缘膜25及半导体重叠层20上。绝缘层25具有朝向c 轴方向的开口 25a。上部电极膜28经由开口 25a与半导体重叠层20接 触。在上部电极膜28上形成图案，形成各半导体光学元件的上部电极。 这些上部电极也沿着c轴方向延伸。
在上部电极膜28上进行图案形成而形成上部电极。该上部电极通 过开口部25a与半导体重叠层20接触，该上部电极例如是阳极电极。 阳极电极例如由Ni/Au构成，Ni/Au例如通过真空蒸镀法形成。在上部 电极膜28上形成焊盘电极(Pad electrode)。焊盘电极例如由Ti/Au 构成，Ti/Au例如通过真空蒸镀法形成。对GaN晶片5进行背面磨削， 使GaN晶片5的厚度为lOOiim左右。在GaN晶片5的磨削后的背面 5y上形成下部电极29。下部电极29例如形成在磨削后的背面5y的整 个面上。该下部电极29例如是阴极电极，例如通过由Ti/Al构成的电 极及Ti/Au的层叠体构成。电极Ti/Au例如通过真空蒸镀法形成。通过 这些步骤形成基板制品40。
(步骤Slll)
在步骤S111中，劈开基板制品40。图7(A)是表示基板制品40 的俯视图。在本实施方式中，以沿着GaN的c面的线41劈开基板制品 40，形成激光棒40a。图7 (B)是表示具有c面劈开面的激光棒的图。 如下劈开基板制品40:使用划线装置在基板制品40的表面上与c面41 的方向对应地形成划线，并根据划线按压基板制品40。劈开面用作氮 化物半导体激光器的激光腔的镜面43使用。在各镜面43上也可形成 用于调整反射率的涂敷层。
(步骤S113)
在步骤S113中，由激光棒制造出各激光元件。具体而言，如图7 (C)所示，沿着m面切断激光棒40a，从而形成氮化物半导体激光元 件40b。如图7 (C)所示，在本实施方式中，各氮化物半导体激光元件40b包括第2标志27。但是，也可以按使氮化物半导体激光元件40b 不包含第2标志27的方式切断激光棒40a。
如图2及图3所示，基板体1包含沿着a-c基准面延伸的标志构造 物3，因此沿着与各标志构造物3交叉的a面切断基板体l，从而制造 出含有第1标志7的晶片。并且，如图4 图6所示，半导体重叠层 20的第2标志27沿着第l标志7延伸。绝缘膜25的开口的形成、上 部电极膜28的图案形成及/或基于劈开的反射面43的形成，以第2标 志27为基准进行对齐(Alignment)，从而和与GaN片的端面对齐相 比，能够容易对激光腔确定方向。在具有未以所需精度与m轴、c轴 平行的边缘的GaN晶片5中，若与GaN片的边缘对齐而形成绝缘膜 25,则难以正确地对激光腔确定方向。另一方面，在本实施方式涉及 的制造氮化物半导体激光器的方法中，以GaN晶片5的晶体取向作为 基准确定第2标志27，并以第2标志27为基准，进行绝缘膜25的开 口的形成、上部电极膜28的图案形成及/或基于劈开的镜面43的形成， 因此能够正确地对激光腔确定方向。
(第2实施方式)
接着说明本发明的第2实施方式涉及的氮化物半导体激光器的制 造方法。在本实施方式中，具有多个标志构造物的晶体、GaN晶片等 的晶体取向与第1实施方式不同。
图8 (A)是表示本实施方式涉及的基板体la的示意图。在本实 施方式中，基板体la的多个标志构造物3a沿着由GaN 2a的m轴及c 轴规定的基准面(以下称为"m-c基准面")，在这一点上基板体la 的构造和第1实施方式不同。
在晶片的制造方面，本实施方式也在以下方面与第1实施方式不 同。在由基板体la形成GaN晶片5a时，基板体la沿着与多个标志构 造物3a交叉的平面P2被切断。在第1方式中，平面P2沿着m面延伸。该GaN晶片5a的正面5xa为非极性面。在非极性面上形成的半导体层 的压电极化较小。在第2方式中，平面P2可以是从m面扰沿着c轴的 预定的轴Ax2以预定角度a2倾斜的面。平面P2和m所成的角度a2 可以是锐角或钝角。在GaN晶片5a的正面5xa上生长半导体层时，通 过控制步进密度，该半导体层的表面形态变得良好。在任意一种方式 中，平面P2相对于a面均以有限的旋转角度a2倾斜。
图8 (B)是GaN晶片5a的平面图。GaN晶片5a具有和标志构 造物3a同样沿着m-c基准面延伸的多个第1标志7a。 GaN晶片5a的 第1标志7a的方向与第1实施方式不同。
在本实施方式中，也和第l实施方式一样，在GaN晶片5a上生 长半导体重叠层。在GaN晶片5a上形成半导体重叠层时，在半导体重 叠层中形成向c轴方向延伸的第2标志。在该半导体重叠层上形成具有 开口的绝缘膜。绝缘膜的开口是朝向第2标志的延伸方向(c轴方向) 的条纹形状。在绝缘膜及半导体重叠层上形成电极，从而形成基板制 品。将该基板制品劈开，形成激光棒。以GaN2的c面劈开基板制品。 分割激光棒上排列的半导体元件，形成氮化物半导体激光元件。
在本实施方式中，也和第1实施方式一样，绝缘膜的形成、上部 电极的形成及镜面的形成以第2标志为基准而形成，因此和与GaN片 的边缘对齐而形成的方法相比，能够容易对激光腔确定方向。
(第3实施方式)
接着说明本发明的第3实施方式涉及的氮化物半导体激光器的制 造方法。本实施方式中的GaN晶片的晶体取向与第l实施方式不同。
图9 (A)是表示本实施方式涉及的基板体lb的示意图。在本实 施方式中，基板体lb所具有的多个标志构造物3b沿着GaN 2b的a-c
基准面。但是，在本实施方式中，沿着从GaN 2b的c面向m轴方向以所 需的倾角a3倾斜的平面，切断基板体lb，形成GaN晶片5b。该平面 与多个标志构造物3b交叉。
图9 (B)是从基板体lb切取的GaN晶片5b的平面图。在本实 施方式中，GaN晶片5b的正面为半极性。图9 (B)表示从m轴向c 轴方向以倾角a3倾斜的mx轴及从c轴向m轴方向以倾角a3倾斜的 cx轴。GaN晶片5b具有多个第1标志7b，第1标志7b与标志构造物 3b的延伸方向相同地沿着a-c基准面延伸。
在本实施方式中也和第1实施方式一样，在GaN晶片5b上生长 半导体重叠层。在GaN晶片5b上生长半导体重叠层时，在半导体重叠 层中形成第2标志。第2标志向a轴方向延伸。在半导体重叠层上形成 绝缘膜。该绝缘膜具有朝向第2标志的延伸方向的形状的开口。在绝 缘膜及半导体重叠层上形成电极，从而形成基板制品。将该基板制品 劈开，形成含有所排列的元件的激光棒。将激光棒分割为各个元件， 获得氮化物半导体激光元件。基板制品例如是以GaN2b的a面劈开。
在本实施方式也和第1实施方式一样，能够容易对激光腔确定方 向。并且，优选上述倾角为15度以上70度以下。这是因为，当倾角 为15度以上时，形成半导体重叠层的GaN晶片5b的正面显示出半极 性，所以可获得压电极化充分降低的氮化物半导体激光器。并且，当 倾角为70度以下时，GaN晶片5b的第1标志7b的数量足够多。
并且，在本实施方式中的GaN晶片5b中，第2标志7b之间的间 隔大于两个标志构造物3b之间的间隔3bt。
(第4实施方式)
接着说明本发明的第4实施方式涉及的氮化物半导体激光器的制造方法。在本实施方式中，具有多个标志构造物的晶体、GaN晶片等 的晶体取向与第i实施方式不同。
图10 (A)是表示本实施方式涉及的基板体lc的示意图。在本实 施方式中，基板体lc所具有的多个标志构造物3c沿着GaN 2c的m-c 基准面。
并且，在本实施方式中，切断基板体lc而形成GaN晶片5c。为 了制造GaN晶片5c，以与多个标志构造物3c交叉的平面切断基板体 lc。该平面从GaN2c的c面向a轴方向以倾角a4倾斜。
图10 (B)是如上所述从基板体lc切取的GaN晶片5c的平面图。 GaN晶片5c的正面显示出半极性。图10 (B)表示从a轴向c轴方向 以倾角a4倾斜的ax轴及从c轴向a轴方向以倾角a4倾斜的cx轴。 GaN晶片5c具有与标志构造物3c同样沿着m-c基准面的多个第1标 志7c。
在本实施方式中，也和第l实施方式一样，在GaN晶片5c上形 成半导体重叠层。在GaN晶片5c上形成半导体重叠层时，在半导体重 叠层中形成第2标志。在半导体重叠层上形成绝缘膜。绝缘膜的开口 向第2标志所延伸的m轴方向形成。在半导体重叠层及绝缘膜上形成 电极，从而形成基板制品。将该基板制品以GaN2c的劈开面即m面劈 开，形成激光棒。分割激光棒而形成各个元件，从而获得氮化物半导 体激光元件。
在本实施方式中，也和第1实施方式一样，能够容易对激光腔确 定方向。并且在本实施方式中，因与第3实施方式相同的原因，上述 倾角可以是15度以上。并且倾角可以是70度以下。
并且在本实施方式中，两个第2标志7c之间的间隔7ct大于标志构造物3c之间的间隔3ct。
本发明不限于上述实施方式，可以是各种变更方式。
例如，基板体及从基板体切取的GaN晶片不限于上述实施方式。 例如，图U (A)及图11 (B)表示变形例的基板体。如图11 (A)所 示，在基板50上形成由GaN构成的晶体2d及掩模层53。掩模层53 由绝缘材料等构成，包括在晶体2d的a轴方向上延伸的多个条纹。基 板50可使由GaN构成的晶体2d在c轴取向上生长。在形成掩模层53 后，在基板50上外延生长晶体2d，形成由基板50及晶体2d构成的复 合体。从该复合体去除基板50，获得图11 (B)所示的基板体ld。基 板体ld包括向c轴方向延伸的标志构造物57。标志构造物57包括槽 55及条纹层53。槽55由从基板体ld的正面lxd向背面lyd延伸的侧 面lsd规定。标志构造物57包括与GaN不同的部件即掩模层53的条 纹。标志构造物57的材料可由与GaN不同的多晶体、金属及绝缘体构 成。
这种情况下，为了从基板体ld切取GaN晶片5d，例如如图11(C) 所示，以沿着晶体2d的a面延伸的平面切断基板体ld。该平面与标志 构造物3d交叉。图11 (D)表示GaN晶片5d的平面图。GaN晶片5d 所具有的第1标志57a向GaN晶片5d的c轴方向延伸，但没有从GaN 晶片5d的正面5xd上的边缘5el延伸到边缘5e2。
权利要求
1.一种制造氮化物半导体激光器的方法，其特征在于，准备基板体，上述基板体具有晶体、正面、背面及多个标志构造物，上述晶体由六方晶系氮化镓半导体构成，上述正面及背面与向上述六方晶系氮化镓半导体的c轴方向延伸的预定的轴交叉，上述晶体从上述基板体的上述正面延伸到上述背面，各上述标志构造物沿着基准面从上述基板体的上述正面延伸到上述背面，上述基准面规定为由该六方晶系氮化镓半导体的m轴及c轴规定的面及由该六方晶系氮化镓半导体的a轴及c轴规定的面中的任意一个面，沿着与上述多个标志构造物交叉的平面切断上述基板体，形成六方晶系氮化镓半导体晶片，上述六方晶系氮化镓半导体晶片具有正面、背面及多个第1标志，各上述第1标志从上述六方晶系氮化镓半导体晶片的上述正面延伸到上述背面，各上述第1标志由各标志构造物的一部分构成，上述六方晶系氮化镓半导体晶片的上述正面显示为半极性及无极性中的任意一种，形成半导体重叠层，上述半导体重叠层包括用于半导体激光器的多个氮化镓系半导体层，上述半导体重叠层具有第2标志，上述第2标志在上述预定的轴的方向上在该氮化镓系半导体层内延伸，上述第2标志位于上述第1标志上，上述多个氮化镓系半导体层在上述六方晶系氮化镓半导体晶片的正面上外延生长，将绝缘膜形成在上述半导体重叠层上，上述绝缘膜具有与上述第2标志的方向一致地设置的开口，在形成上述绝缘膜之后，在上述绝缘膜及上述半导体重叠层上形成电极，从而形成基板制品，在形成上述电极之后，以上述六方晶系氮化镓半导体的劈开面劈开上述基板制品。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 用于上述标志构造物的上述基准面由该六方晶系氮化镓半导体的a轴及c轴规定，上述平面相对于该六方晶系氮化镓半导体的m面，绕上述预定的 轴倾斜某一角度。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于， 上述六方晶系氮化镓半导体晶片的上述正面相对于该六方晶系氮化镓半导体的m面倾斜，上述第1标志的间隔大于上述标志构造物的间隔， 上述基板制品的劈开面为c面。
4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于， 上述平面沿着该六方晶系氮化镓半导体的a面延伸。
5. 根据权利要求2或4所述的方法，其特征在于， 上述六方晶系氮化镓半导体晶片的上述正面是该六方晶系氮化镓半导体的a面，上述基板制品的劈开面是c面。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 用于上述标志构造物的上述基准面由该六方晶系氮化镓半导体的m轴及c轴规定，上述平面相对于该六方晶系氮化镓半导体的a面，绕上述预定的 轴倾斜某一角度。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于， 上述六方晶系氮化镓半导体晶片的上述正面相对于该六方晶系氮化镓半导体的a面倾斜，上述第1标志的间隔大于上述标志构造物的间隔， 上述基板制品的劈开面为c面。
8. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于， 上述平面沿着该六方晶系氮化镓半导体的m面延伸。
9. 根据权利要求6或8所述的方法，其特征在于， 上述六方晶系氮化镓半导体晶片的上述正面是该六方晶系氮化镓半导体的m面，上述基板制品的劈开面是c面。
10. 根据权利要求1 9中任一项所述的方法，其特征在于， 上述基板体具有向该六方晶系氮化镓半导体的c轴方向延伸的侧面，上述平面与上述基板体的上述正面、上述背面及上述侧面交叉。
11. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于， 用于上述标志构造物的上述基准面由该六方晶系氮化镓半导体的a轴及c轴规定，上述平面相对于该六方晶系氮化镓半导体的c面，向该六方晶系 氮化镓半导体的m轴方向倾斜某一角度。
12. 根据权利要求1或11所述的方法，其特征在于， 上述六方晶系氮化镓半导体晶片的上述正面包含相对于该六方晶系氮化镓半导体的c面倾斜的半极性面，上述第1标志的间隔大于上述标志构造物的间隔， 上述基板制品的劈开面是a面。
13. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于， 用于上述标志构造物的上述基准面由该六方晶系氮化镓半导体的m轴及c轴规定，上述平面相对于该六方晶系氮化镓半导体的c面，向该六方晶系 氮化镓半导体的a轴方向倾斜某一角度。
14. 根据权利要求1或13所述的方法，其特征在于， 上述六方晶系氮化镓半导体晶片的上述正面包含相对于该六方晶系氮化镓半导体的c面倾斜的半极性面，上述第1标志的间隔大于上述标志构造物的间隔， 上述基板制品的劈开面是m面。
15. 根据权利要求11或13所述的方法，其特征在于， 上述角度是15度以上，并且上述角度是70度以下。
16. 根据权利要求l、 11 15中任一项所述的方法，其特征在于， 上述基板体具有向该六方晶系氮化镓半导体的c轴方向延伸的侧面，上述平面与上述基板体的上述侧面交叉。
17. 根据权利要求1 16中任一项所述的方法，其特征在于， 上述标志构造物由六方晶系氮化镓半导体构成， 上述基板体包括交替排列的第1及第2区域，上述第1区域的晶轴的方向与上述第2区域的晶轴的方向相反， 上述标志构造物包含上述第1区域。
18.根据权利要求1 17中任一项所述的方法，其特征在于， 上述标志构造物由六方晶系氮化镓半导体构成， 上述基板体包括交替排列的第1及第2区域， 上述第1区域具有比预定的穿透位错密度大的第1平均穿透位错 密度，上述第2区域具有比上述预定的穿透位错密度小的第2平均穿透 位错密度，上述第1及第2区域从上述基板体的上述正面延伸到上述基板体 的上述背面，上述标志构造物包含上述第1区域。
19. 根据权利要求1 16中任一项所述的方法，其特征在于， 上述基板体具有由从上述基板体的上述正面向上述背面延伸的侧面规定的槽，上述标志构造物包含上述槽。
20. 根据权利要求1 16中任一项所述的方法，其特征在于， 上述基板体的侧面具有从上述基板体的上述正面向上述背面延伸的槽，上述标志构造物包含由与该六方晶系氮化镓半导体不同的材料构 成的部件，上述部件设置在上述槽内，并且从上述基板体的上述正面向上述 背面延伸，上述部件包含与六方晶系氮化镓单晶体不同的多晶体、金属及绝 缘体中的至少一种。
全文摘要
提供一种能够容易地进行激光腔的方向确定的、使用非极性或半极性晶片制造氮化物半导体激光器的方法。在准备好具有由六方晶系氮化镓半导体构成的晶体(2)及标志构造物(3)的基板体(1)后，沿着与标志构造物(3)交叉的平面切断基板体(1)，形成具有第1标志(7)的六方晶系氮化镓半导体晶片(5)。之后，形成含有氮化镓系半导体层且具有第2标志(27)的半导体重叠层(20)。接着，形成具有与第2标志(27)的方向一致地设置的开口(25a)的绝缘膜(25)。进一步，在绝缘膜(25)及半导体重叠层(20)上形成电极(28)，从而形成基板制品(40)。以劈开面劈开基板制品(40)。
文档编号H01S5/10GK101527426SQ20091012622
公开日2009年9月9日 申请日期2009年3月9日 优先权日2008年3月7日
发明者京野孝史, 善积祐介, 秋田胜史 申请人:住友电气工业株式会社