專利名稱：Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體激光元件、及制作Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體激光元件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件、及制作第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的方法。
背景技術(shù)：
專利文獻(xiàn)I中公開(kāi)有包括如下步驟的半導(dǎo)體元件的制造方法，上述步驟為設(shè)于半導(dǎo)體襯底上的半導(dǎo)體元件構(gòu)造上形成第一輔助槽的步驟、在半導(dǎo)體元件構(gòu)造上形成第二輔助槽的步驟、以及在沿第一輔助槽及第ニ輔助槽的分割方向上對(duì)半導(dǎo)體襯底及上述半導(dǎo)體元件構(gòu)造進(jìn)行分割的步驟。該制造方法中，在分割方向上，分離地設(shè)有多個(gè)第二輔助槽，多個(gè)第二輔助槽中，在至少ー組鄰接的第二輔助槽之間，相互隔開(kāi)地設(shè)有至少兩個(gè)第一輔助槽。而且，在上述分割步驟中，對(duì)兩個(gè)第一輔助槽的隔離區(qū)域進(jìn)行分割。非專利文獻(xiàn)I中， 公開(kāi)有具有疊層缺陷密度較低且含有半極性面(10-11)的六方晶系GaN襯底、與設(shè)于該半極性面上的激光構(gòu)造體的半導(dǎo)體激光元件。波導(dǎo)在六方晶系GaN襯底的c軸的傾斜方向延イ申，且半導(dǎo)體激光的鏡面通過(guò)反應(yīng)性離子蝕刻(RIE, Reactive ion etching)而形成?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本專利特開(kāi)2009-117494號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)I Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 46，(2007) L44
發(fā)明內(nèi)容
在使用有c軸向m軸的方向傾斜的半極性面的支持基體的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件中，認(rèn)為，當(dāng)使激光波導(dǎo)沿由c軸及m軸所規(guī)定的面延伸時(shí)，能使閾值電流下降。然而，該激光波導(dǎo)的方向上，不存在適合作為諧振鏡的結(jié)晶面，所以，在利用解理的現(xiàn)有技術(shù)中難以形成良好的諧振鏡。諧振鏡的制作中有時(shí)會(huì)使用反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)，但利用RIE法所形成的諧振鏡的改善點(diǎn)在于，相對(duì)于激光波導(dǎo)的垂直性或干式蝕刻面的平坦性得到改善。就發(fā)明人所知，迄今為止，在上述的形成在半極性面上的同一第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件中，尚不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)在c軸的傾斜方向(傾斜方向)延伸的激光波導(dǎo)、與不使用干式蝕刻而形成諧振鏡用端面。本發(fā)明為鑒在上述情形而研制的。本發(fā)明的目的在于提供ー種在從六方晶系第III族氮化物的c軸向m軸的方向傾斜的支持基體的半極性主面上，具有可實(shí)現(xiàn)低閾值電流的激光諧振器的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件、以及穩(wěn)定的制作該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的方法。本發(fā)明的一方式的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的特征在于，包括激光構(gòu)造體，包括包含六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體且具有半極性主面的支持基體及半導(dǎo)體區(qū)域，設(shè)于上述支持基體的上述半極性主面上；及電極，設(shè)于上述激光構(gòu)造體的上述半導(dǎo)體區(qū)域上。上述半導(dǎo)體區(qū)域含有包含第一導(dǎo)電型的氮化鎵系半導(dǎo)體的第一包覆層、包含第二導(dǎo)電型的氮化鎵系半導(dǎo)體的第二包覆層以及設(shè)于上述第一包覆層與上述第二包覆層之間的活性層，上述第一包覆層、上述第二包覆層及上述活性層為沿上述半極性主面的法線軸而排列、上述活性層含有氮化鎵系半導(dǎo)體層，上述支持基體的上述六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的C軸為，相對(duì)于上述法線軸向上述六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的m軸的方向以有限的角度α傾斜，上述激光構(gòu)造體包含與由上述六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的m軸及上述法線軸規(guī)定的m-n面交叉的第一及第二割斷面、在與上述第一或第二割斷面交叉的方向延伸的第一面、位于上述第一面的相反側(cè)且沿上述第一面延伸的第二面及分別設(shè)于上述第一面與上述第一割斷面交叉的第一邊緣的兩端的第一及第ニ缺ロ部，該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的激光諧振器包含上述第一及第二割斷面，上述第一割斷面從上述第一邊緣延伸至上述第二面的邊緣，包含在上述第一缺ロ部的側(cè)壁面內(nèi)且連接至上述第一邊緣的第一部分為相對(duì)于上述第一面以45度以上85度以下的范圍內(nèi)的第一傾斜角度的斜率向上述第二面?zhèn)葍A斜，包含在上述第二缺ロ部的側(cè)壁面內(nèi)且連接至上述第一邊緣的第二部分為相對(duì)于上述第一面以10度以上30度以下的范圍內(nèi)的第二傾斜角度的斜率向上述第ニ面?zhèn)葍A斜，上述第一割斷面具有在與上述第一邊緣交叉的方向延伸的第二邊緣，上述第ニ邊緣具有位于上述第一面?zhèn)鹊亩瞬?，將從上述第一缺ロ部的底壁面起、直至在上述底?面上從上述第一面沿上述第一面延伸的假想面為止的距離，除以上述第一面至上述第二面為止的距離所得的商處于O. 05以上O. 4以下的范圍內(nèi)，從上述第一邊緣的端部起、直至在與上述第一邊緣交叉的方向延伸的上述第一割斷面的中心線為止的距離處于30 μ m以上100 μ m以下的范圍內(nèi)。根據(jù)該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件，成為激光諧振器的第一及第二割斷面為與由六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的m軸及法線軸所規(guī)定的m-n面交叉，所以，可設(shè)置在m-n面與半極性面的交叉線的方向延伸的激光波導(dǎo)。因此，可提供具有能實(shí)現(xiàn)低閾值電流的激光諧振器的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件。該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件中，上述角度a可處于45度以上80度以下或100度以上135度以下的范圍內(nèi)。該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件中，在小于45度及超過(guò)135度的角度內(nèi)，通過(guò)擠壓而形成的端面包含m面的可能性變高。而且，在超過(guò)80度小于100度的角度內(nèi)，有無(wú)法獲得期望的平坦性及垂直性的擔(dān)心。該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件中，上述角度α可處于63度以上80度以下或100度以上117度以下的范圍內(nèi)。該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件中，在63度以上80度以下或100度以上117度以下的范圍內(nèi)，通過(guò)擠壓而形成的端面成為接近垂直在襯底主面的面的可能性變高。而且，在超過(guò)80度小于100度的角度內(nèi)，有無(wú)法獲得期望的平坦性及垂直性的擔(dān)心。該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件中，上述支持基體的厚度可為400 μ m以下。該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件中，可獲得用于激光諧振器的良好的割斷面。該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件中，上述支持基體的厚度可處于50 μ m以上IOOym以下的范圍內(nèi)。若厚度為50 μ m以上，則操作變得容易，且生產(chǎn)優(yōu)良率提高。若為100 μ m以下，則進(jìn)而可獲得用于激光諧振器的良好的割斷面。該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件中，上述半極性主面可為從{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面、及{10-1-1}面中的任一面在-4度以上+4度以下的范圍傾斜的微傾斜面。根據(jù)該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件，這些典型的半極性面上，均可提供具有能構(gòu)成該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的激光諧振器的程度的充分的平坦性及垂直性的第一及第ニ端面(割斷面)。該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件中，上述支持基體的疊層缺陷密度可為I X IO4CnT1以下。根據(jù)該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件，疊層缺陷密度為I X IO4CnT1以下，所以，因偶發(fā)事件破壞割斷面的平坦性及/或垂直性的可能性較低。該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件中，上述支持基體可包含GaN、AlGaN、AIN、InGaN及InAlGaN中的任一方。根據(jù)該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件，當(dāng)使用包含這些氮化鎵系半導(dǎo)體的襯底時(shí)，可獲得能用作諧振器的第一及第ニ端面(割斷面)。當(dāng)使用AlN襯底或AlGaN襯底時(shí)，能増大偏光度，且能通過(guò)低折射率而強(qiáng)化光限制。當(dāng)使用InGaN襯底時(shí)，可減小襯底與發(fā)光層的晶格失配率，從而可提聞結(jié)晶品質(zhì)。
該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件中，可還包含設(shè)于上述第一及第二割斷面中的至少任一方的介電體多層膜。該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件中，破剖面均適于端面涂布。通過(guò)端面涂布能調(diào)整反射率。該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件中，上述活性層可包含以產(chǎn)生360nm以上600nm以下的范圍內(nèi)的波長(zhǎng)的光的方式而設(shè)置的發(fā)光區(qū)域。該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件中，通過(guò)利用半極性面，可獲得有效利用有LED模式下的偏光的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件，從而可獲得低閾值電流。該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件中，上述活性層可包含以發(fā)出430nm以上550nm以下的范圍內(nèi)的光的方式而設(shè)置的量子阱構(gòu)造。該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件中，通過(guò)利用半極性面，可低減壓電電場(chǎng)且提高發(fā)光層區(qū)域的結(jié)晶質(zhì)量，從而可提高量子效率，且可產(chǎn)生波長(zhǎng)430nm以上550nm以下的光。本發(fā)明的另一方式為制作第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的方法。該方法的特征在于包括如下步驟準(zhǔn)備包含六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體且具有半極性主面的襯底；形成具有激光構(gòu)造體、陽(yáng)極電極、及陰極電極的襯底生產(chǎn)物，且該激光構(gòu)造體包含形成在上述半極性主面上的半導(dǎo)體區(qū)域與上述襯底；在上述六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的a軸的方向?qū)ι鲜鲆r底生產(chǎn)物的第一面進(jìn)行局部刻劃，由此在上述第一面上設(shè)置多個(gè)刻劃槽；通過(guò)對(duì)上述襯底生產(chǎn)物的第二面的擠壓而進(jìn)行上述襯底生產(chǎn)物的分離，從而形成另ー襯底生產(chǎn)物及激光條；及，對(duì)上述激光條的端面進(jìn)行加工之后，沿著在與上述六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的a軸交叉的方向延伸且經(jīng)過(guò)上述多個(gè)刻劃槽的各個(gè)的切斷面，切斷上述加エ后的激光條，從該加工后的激光條進(jìn)行多個(gè)上述第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的分離。上述第一面為上述第二面的相反側(cè)的面，上述半導(dǎo)體區(qū)域?yàn)槲挥谏鲜龅谝幻媾c上述襯底之間，上述激光條具有從上述第一面延伸至上述第二面且通過(guò)上述分離而形成的第一及第二端面，上述第一及第ニ端面構(gòu)成該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的激光諧振器，上述陽(yáng)極電極及陰極電極形成在上述激光構(gòu)造體上，上述半導(dǎo)體區(qū)域包含含有第一導(dǎo)電型的氮化鎵系半導(dǎo)體的第一包覆層、含有第二導(dǎo)電型的氮化鎵系半導(dǎo)體的第二包覆層、及設(shè)于上述第一包覆層與上述第二包覆層之間的活性層，上述第一包覆層、上述第二包覆層及上述活性層為沿上述半極性主面的法線軸而排列，上述活性層含有氮化鎵系半導(dǎo)體層，上述襯底的上述六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的C軸為，相對(duì)于上述法線軸向上述六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的m軸的方向以有限的角度α傾斜，上述第一及第ニ端面為與由上述六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的m軸及上述法線軸所規(guī)定的m-n面交叉，上述刻劃為使用激光刻劃器進(jìn)行，通過(guò)上述刻劃，在上述第一面形成多個(gè)刻劃槽，包含在上述刻劃槽的側(cè)壁面內(nèi)且在上述刻劃槽的一個(gè)端部連接至上述第一面的第一部分為，相對(duì)于上述第一面以45度以上85度以下的范圍內(nèi)的第一傾斜角度的斜率而傾斜，包含在該側(cè)壁面內(nèi)且在該刻劃槽的另ー個(gè)端部連接至上述第一面的第二部分為，相對(duì)于上述第一面以10度以上30度以下的范圍內(nèi)的第二傾斜角度的斜率而傾斜，從上述刻劃槽的上述一個(gè)端部朝向上述另一個(gè)端部的方向?yàn)?，與將上述六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的c軸投影至上述半極性主面的方向交叉的方向，在形成上述另ー襯底生產(chǎn)物及激光條的步驟中，沿從上述刻劃槽的上述一個(gè)端部朝向上述另ー個(gè)端部的方向，進(jìn)行上述激光條的分離，將從上述刻劃槽的底壁面起、直至在上述底壁面上從上述第一面沿上述第一面延伸的假想面為止的距離，除以 從上述第一面至上述第二面為止的距離所得的商處于O. 05以上O. 4以下的范圍內(nèi)，從位于相鄰并排的兩個(gè)上述切斷面之間的上述刻劃槽的上述一個(gè)端部或上述另ー個(gè)端部起、直至該兩個(gè)切斷面之間的中心面為止的距離為處于30 μ m以上100 μ m以下的范圍內(nèi)。根據(jù)該方法，在六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的a軸的方向?qū)σr底生產(chǎn)物的第一面進(jìn)行刻劃之后，通過(guò)對(duì)襯底生產(chǎn)物的第二面的擠壓而進(jìn)行襯底生產(chǎn)物的分離，從而形成另ー襯底生產(chǎn)物及激光條。因此，能以與由六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的m軸與法線軸所規(guī)定的m-n面交叉的方式，在激光條形成第一及第ニ端面。根據(jù)該端面的形成，可提供具有在第一及第ニ端面可構(gòu)成該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的激光諧振器的程度的充分的平坦性、垂直性或無(wú)離子損壞的諧振鏡面。而且，該方法中，激光波導(dǎo)為在六方晶系第III族氮化物的c軸的傾斜的方向延伸，可提供該激光波導(dǎo)的諧振鏡端面并非使用干式蝕刻面而形成。而且，通過(guò)激光刻劃器可較好地控制刻劃槽的形狀或配置，所以，可容易且穩(wěn)定地(以能減少平坦性或垂直性的偏差)形成具有諧振鏡面的多個(gè)同一性質(zhì)的元件，該諧振鏡面具有能構(gòu)成激光諧振器的程度的充分的平坦性、垂直性或無(wú)離子損壞。該方法中，上述角度α可處于45度以上80度以下或100度以上135度以下的范圍內(nèi)。在小于45度及超過(guò)135度的角度內(nèi)，通過(guò)擠壓而形成的端面包含m面的可能性變高。而且，在超過(guò)80度小于100度的角度內(nèi)，無(wú)法獲得期望的平坦性及垂直性。該方法中，上述角度α可處于63度以上80度以下或100度以上117度以下的范圍內(nèi)。在小于63度及超過(guò)117度的角度內(nèi)，在通過(guò)擠壓而形成的端面的一部分可能會(huì)呈現(xiàn)m面。而且，在超過(guò)80度小于100度的角度內(nèi)，無(wú)法獲得期望的平坦性及垂直性。該方法中，在形成上述襯底生產(chǎn)物的上述步驟中，上述襯底可受到切片或研削加エ，以使上述襯底的厚度成為400 μ m以下，上述第二面可為通過(guò)上述加工而形成的加工面、或?yàn)榘纬稍谏鲜黾庸っ嫔系碾姌O的面，在形成上述襯底生產(chǎn)物的上述步驟中，上述襯底可受到研磨，以使上述襯底的厚度成為50 μ m以上100 μ m以下，上述第二面可為通過(guò)上述研磨而形成的研磨面、或?yàn)榘纬稍谏鲜鲅心ッ嫔系碾姌O的面。在具有如此的厚度的襯底中，可以較佳的優(yōu)良率而形成具有能夠構(gòu)成該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的激光諧振器的程度的充分的平坦性、垂直性或無(wú)離子損壞的第一及第ニ端面。該方法中，上述半極性主面可為{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面及{10-1-1}面中的任一方。在這些典型的半極性面中，也可提供具有能構(gòu)成該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的激光諧振器的程度的充分的平坦性、垂直性或無(wú)離子損壞的第一及第ニ端面。該方法中，上述襯底可包含GaN、AlGaN、AIN、InGaN及InAlGaN中的任一方。根據(jù)該方法，當(dāng)使用這些包含氮化鎵系半導(dǎo)體的襯底時(shí)，可獲得能用作諧振器的第一及第ニ端面。本發(fā)明的各方式的上述目的及其它目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)，易在根據(jù)參照附圖描述的本發(fā)明的良好實(shí)施方式的以下詳細(xì)說(shuō)明而明了。發(fā)明效果 如以上說(shuō)明所述，根據(jù)本發(fā)明的各方式，可提供ー種在六方晶系第III族氮化物的半極性主面上具有可實(shí)現(xiàn)低閾值電流的激光諧振器的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件、及穩(wěn)定地制作該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的方法。


圖I為概略性地表示本實(shí)施方式的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的構(gòu)造的圖。圖2(a)、(b)為表示第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的活性層的能帶構(gòu)造的圖。圖3(a)、(b)為表示第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的活性層的發(fā)光的偏光的圖。圖4為表示第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的端面與活性層的m面的關(guān)系的圖。圖5為表示本實(shí)施方式的制作第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的方法的主要步驟的步驟流程圖。圖6(a) (C)為示意性表示本實(shí)施方式的制作第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的方法的主要步驟的圖。圖7(a) (C)為不僅表示晶格的{20-21}面還表示諧振器端面的掃描型電子顯微鏡像的圖。圖8為表示實(shí)施例I中所示的激光二極管的構(gòu)造的圖。圖9為表示所求得的偏光度P與閾值電流密度的關(guān)系的圖。圖10為表示GaN襯底的c軸向m軸方向的傾斜角與振蕩優(yōu)良率的關(guān)系的圖。圖11為表示疊層缺陷密度與振蕩優(yōu)良率的關(guān)系的圖。圖12為表不襯底厚度與振蕩優(yōu)良率的關(guān)系的圖。圖13為表示(20-21)面與另一面方位(指數(shù))所成的角度的圖。圖14為表示(20-21)面與(-101-6)面及(-1016)面的原子配置的圖。圖15為表示(20-21)面與(-101-7)面及(-1017)面的原子配置的圖。圖16為表示(20-21)面與(-101-8)面及(-1018)面的原子配置的圖。圖17為表示本實(shí)施方式的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的一個(gè)缺ロ部的概略狀況的圖。圖18為表示本實(shí)施方式的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的另ー缺ロ部的概略狀況的圖。圖19為表示本實(shí)施方式的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的制造過(guò)程中所生產(chǎn)的襯底表面的構(gòu)造的圖。圖20為表示本實(shí)施方式的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的制造過(guò)程中所生產(chǎn)的激光條的端面?zhèn)鹊臉?gòu)成的圖。圖21 (a)、(b)為用于將先前的制造方法的剖面與本實(shí)施方式的制造方法的剖面進(jìn)行比較的圖。圖22為表示由本實(shí)施方式的制造方法所生產(chǎn)的激光條的端面?zhèn)鹊臓顟B(tài)的圖。圖23為表示缺ロ部的深度與激光元件的厚度之比、與振蕩優(yōu)良率的關(guān)系的圖。圖24為表示缺ロ部的端部的位置、與振蕩優(yōu)良率的關(guān)系的圖。圖25為表示缺ロ部的ー個(gè)端部的傾斜角度、與振蕩優(yōu)良率的關(guān)系的圖。圖26為表示缺ロ部的另ー個(gè)端部的傾斜角度、與振蕩優(yōu)良率的關(guān)系的圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的觀點(diǎn)可通過(guò)參照作為示例所示的附圖考慮到以下的詳細(xì)說(shuō)明而容易理解。繼而，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件、及制作第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的方法的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。如果可能，則對(duì)相同的部分標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)。圖I為概略地表示本實(shí)施方式的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的構(gòu)造的圖。第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11雖具有增益導(dǎo)引型的構(gòu)造，但本發(fā)明的實(shí)施方式中并不限定為增益導(dǎo)引型的構(gòu)造。第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11中具有激光構(gòu)造體13及電極
15。激光構(gòu)造體13中包含支持基體17、半導(dǎo)體區(qū)域19及絕緣膜31。支持基體17中包含六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體，且具有半極性主面17a及背面17b。半導(dǎo)體區(qū)域19設(shè)于支持基體17的半極性主面17a上。電極15設(shè)于激光構(gòu)造體13的半導(dǎo)體區(qū)域19上。半導(dǎo)體區(qū)域19包含第一包覆層21、第二包覆層23及活性層25。第一包覆層21為包含第一導(dǎo)電型的氮化鎵系半導(dǎo)體，例如包含η型AlGaN、n型InAlGaN等。第二包覆層23為包含第二導(dǎo)電型的氮化鎵系半導(dǎo)體，例如包含P型AlGaN、p型InAlGaN等?；钚詫?5設(shè)于第一包覆層21與第二包覆層23之間?；钚詫?5含有氮化鎵系半導(dǎo)體層，該氮化鎵系半導(dǎo)體層例如為阱層25a?；钚詫?5中包括含有氮化鎵系半導(dǎo)體的阻擋層25b，阱層25a及阻擋層25b交替排列。阱層25a包含例如InGaN等，阻擋層25b包含例如GaN、InGaN等?；钚詫?5可包含以發(fā)出波長(zhǎng)為360nm以上600nm以下的光的方式而設(shè)置的量子阱構(gòu)造。通過(guò)利用半極性面，可發(fā)出波長(zhǎng)為430nm以上550nm以下的光。第一包覆層21、第二包覆層23及活性層25沿半極性主面17a的法線軸NX而排列。第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11中，激光構(gòu)造體13包含與由六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的m軸及法線軸NX所規(guī)定的m_n面交叉的第一割斷面27及第二割斷面29。參照?qǐng)D1，描繪有正交坐標(biāo)系S及結(jié)晶坐標(biāo)系CR。法線軸NX朝向正交坐標(biāo)系S的Z軸的方向。半極性主面17a平行于由正交坐標(biāo)系S的X軸及Y軸所規(guī)定的既定的平面而延伸。而且，圖I中描繪有代表性的c面Sc。支持基體17的六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的c軸相對(duì)于法線軸NX而向六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的m軸的方向以有限的角度a (ALPHA)傾斜。絕緣膜31覆蓋在激光構(gòu)造體13的半導(dǎo)體區(qū)域19的表面19a，半導(dǎo)體區(qū)域19位于絕緣膜31與支持基體17之間。支持基體17包含六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體。絕緣膜31具有開(kāi)ロ 31a，開(kāi)ロ 31a沿半導(dǎo)體區(qū)域19的表面19a與上述m_n面的交叉線LIX的方向延伸，例如成為條紋形狀。電極15經(jīng)由開(kāi)ロ 31a而與半導(dǎo)體區(qū)域19的表面19a(例如第ニ導(dǎo)電型的接觸層33)形成接觸，且沿上述交叉線LIX的方向延伸。激光構(gòu)造體13還包含波導(dǎo)111。波導(dǎo)111包含第一包覆層21、第二包覆層23及活性層25，且沿電極15在上述交叉線LIX的方向上延伸。波導(dǎo)111沿將六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的c軸投影至半極性主面17a的方向(與六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的a軸交叉的方向)而從第一割斷面27延伸至第二割斷面29。
·
第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11中，第一割斷面27及第二割斷面29與由六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的m軸及法線軸NX所規(guī)定的m-n面交叉。第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11的激光諧振器包含第一及第二割斷面27、29，激光波導(dǎo)從第一割斷面27及第二割斷面29中的一面向另一面延伸。激光構(gòu)造體13具有沿與第一割斷面27或第二割斷面29交叉的方向延伸的第一面13a、及位于第一面13a的相反側(cè)且沿第一面13a延伸的第二面13b。第一面13a為絕緣膜31的表面，第二面13b為包含在支持基體17且與電極41接合的面。第一及第二割斷面27、29為從第一面13a的邊緣13c延伸至第二面13b的邊緣13d。第一及第二割斷面27、29與目前為止的c面、m面或a面等解理面不同。根據(jù)該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11，構(gòu)成激光諧振器的第一及第二割斷面27、29與m-n面交叉。因此，可設(shè)置沿m_n面與半極性面17a的交叉線的方向延伸的激光波導(dǎo)。因此，第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11中具有可實(shí)現(xiàn)低閾值電流的激光諧振器。第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11中包含η側(cè)導(dǎo)光層35及ρ側(cè)導(dǎo)光層37。η側(cè)導(dǎo)光層35包含第一部分35a及第二部分35b，η側(cè)導(dǎo)光層35包含例如GaN、InGaN等。ρ側(cè)導(dǎo)光層37包含第一部分37a及第二部分37b，ρ側(cè)導(dǎo)光層37包含例如GaN、InGaN等。載體阻擋層39設(shè)于例如第一部分37a與第二部分37b之間。在支持基體17的背面17b設(shè)有另ー電極41，電極41覆蓋在例如支持基體17的背面17b。圖2為表示第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的活性層的能帶構(gòu)造的圖。圖3為表示第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11的活性層25的發(fā)光的偏光的圖。圖4為表示由C軸及m軸所規(guī)定的面的示意圖。參照?qǐng)D2(a)可知，在能帶構(gòu)造BAND的Γ點(diǎn)附近，傳導(dǎo)帶與價(jià)電子帶之間的可能的躍遷有3個(gè)。A能帶及B能帶之間存在比較小的能量差。由傳導(dǎo)帶與A能帶的躍遷Ea產(chǎn)生的發(fā)光為向a軸方向偏光，由傳導(dǎo)帶與B能帶的躍遷Eb產(chǎn)生的發(fā)光為向?qū)軸投影至主面的方向偏光。關(guān)于激光振蕩,躍遷Ea的閾值小于躍遷Eb的閾值。參照?qǐng)D2(b)，表示有第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11的LED模式下的光的光譜。LED模式下的光中包含六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的a軸的方向上的偏光成分II、與將六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的c軸投影至主面的方向上的偏光成分12，偏光成分Il大于偏光成分12。偏光度P由(11-12)バ11+12)所規(guī)定。使用該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11的激光諧振器，在LED模式下可激光振蕩發(fā)光強(qiáng)度較大的模式下的光。如圖3所示，可還包括設(shè)于第一及第二割斷面27、29中的至少一面、或兩面的介電體多層膜43a、43b。割斷面27、29均適于端面涂布。通過(guò)端面涂布可調(diào)整反射率。如圖3(b)所示，來(lái)自活性層25的激光光L向六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的a軸的方向偏光。該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11中，能實(shí)現(xiàn)低閾值電流的能帶躍遷具有偏光性。用于激光諧振器的第一及第二割斷面27、29與目前為止的c面、m面或a面等解理面不同。然而，第一及第二割斷面27、29具有用于諧振器的、作為鏡面的平坦性、垂直性。因此，使用第一及第二割斷面27、29以及在這些割斷面27、29之間延伸的激光波導(dǎo)，如圖3 (b)所示，利用比向?qū)軸投影至主面的方向偏光的躍遷Eb的發(fā)光更強(qiáng)的躍遷Ea的發(fā)光，可實(shí)現(xiàn)低閾值的激光振蕩。第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11中，第一及第二割斷面27、29各自呈現(xiàn)出支持基體17的端面17c及半導(dǎo)體區(qū)域19的端面19c，端面17c及端面19c由介電體多層膜43a覆蓋。支持基體17的端面17c及活性層25的端面25c的法線向量NA與活性層25的m軸向量MA所成的角度β (BETA)由成分(P)1與成分(β)2而規(guī)定，該成分(P)1規(guī)定在由第III族氮化物半導(dǎo)體的c軸及m軸所規(guī)定的第一平面SI上，該成分(β ) 2規(guī)定在與第一平面SI (為了便于理解而未圖示，可參照為“SI”)及法線軸NX正交的第二平面S2(為了便于理解而未圖示，可參照為“S2”)上。在由第III族氮化物半導(dǎo)體的c軸及m軸所規(guī)定的第一平面SI中，成分(P)1可在(α-5)度以上(α+5)度以下的范圍。圖4中，該角度范圍為表示為代表性的m面SM與參照面FA所成的角度。為了便于理解，圖4中，代表性的m面SM為從激光構(gòu)造體的內(nèi)側(cè)描繪至外側(cè)。參照面FA沿活性層25的端面25c延伸。該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11中，具有關(guān)于從c軸及m軸中的一方向另一方所獲取的角度β而滿足上述垂直性的端面。而且，在第二平面S2中，成分(β)2可在-5度以上+5度以下的范圍。此處，β2= (￠)/+(^)22°此時(shí)，第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11的端面 27,29為關(guān)于干與半極性面17a的法線軸NX垂直的面上所規(guī)定的角度而滿足上述垂直性。再次參照?qǐng)DI可知，第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11中，支持基體17的厚度DSUB可為400 μ m以下。該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件中，可獲得用于激光諧振器的良好的割斷面。第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11中，進(jìn)而，支持基體17的厚度DSUB可為50 μ m以上100 μ m以下。該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11中，進(jìn)而可獲得用于激光諧振器的良好的割斷面。而且，操作變得容易，且可提高生產(chǎn)優(yōu)良率。第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11中，法線軸NX與六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的c軸所成的角度α可為45度以上，且可為80度以下。而且，角度α可為100度以上，且可為135度以下。在小于45度及超過(guò)135度的角度內(nèi)，通過(guò)擠壓而形成的端面包含m面的可能性變高。而且，在超過(guò)80度小于100度的角度內(nèi)，有無(wú)法獲得期望的平坦性及垂直性的擔(dān)心。第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11中，法線軸NX與六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的c軸所成的角度α可為63度以上，且可為80度以下。而且，角度α可為100度以上，且可為117度以下。在小于63度及超過(guò)117度的角度內(nèi)，在通過(guò)擠壓而形成的端面的一部分可能會(huì)呈現(xiàn)m面。而且，在超過(guò)80度小于100度的角度內(nèi)，有無(wú)法獲得期望的平坦性及垂直性的擔(dān)心。半極性主面17a可為{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面、及{10+1}面中的任一面。進(jìn)而，從這些面在-4度以上+4度以下的范圍微傾斜的面也可用作上述主面。這些典型的半極性面17a上，可提供具有能構(gòu)成該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11的激光諧振器的程度的充分的平坦性及垂直性的第一及第二割斷面27、29。而且，在跨及這些典型的面方位的角度的范圍內(nèi)，可獲得表現(xiàn)出充分的平坦性及垂直性的端面。第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11中，支持基體17的疊層缺陷密度可為1X10W1以下。因疊層缺陷密度為IX IO4CnT1以下，所以，因偶發(fā)事件而破壞割斷面的平坦性及/或垂直性的可能性較低。而且，支持基體17可包含GaN、AlN、AlGaN、InGaN及InAlGaN中的任一方。當(dāng)使用包含這些氮化鎵系半導(dǎo)體的襯底時(shí)，可獲得能用作諧振器的第一及第二割斷面27、29。當(dāng)使用AlN或AlGaN襯底時(shí)，可提高偏光度，且通過(guò)低折射率可強(qiáng)化光限制。當(dāng)使用InGaN襯底時(shí),可減小襯底與發(fā)光層的晶格失配率,從而可提聞結(jié)晶品質(zhì)。激光構(gòu)造體13中還具有缺ロ部113a、缺ロ部113b、缺ロ部113c及缺ロ部113d。缺ロ部113a設(shè)于第一面13a與第一割斷面27交叉的邊緣13c的一端,缺ロ部113b設(shè)于邊緣13c的另一端。再者，缺ロ部113c具有與缺ロ部113a相同的構(gòu)成，缺ロ部113d具有與缺ロ部113b相同的構(gòu)成，所以，以下，為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，省略缺ロ部113c及缺ロ部113d的說(shuō)明。缺ロ部113a及缺ロ部113b等缺ロ部為第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11的制造過(guò)程中通過(guò)激光刻劃器IOa而設(shè)的刻劃槽的一部分。缺ロ部113a 缺ロ部113d可為如上所述的缺ロ部，但也可為激光構(gòu)造體13中設(shè)于第一面13a的四個(gè)角部(或邊緣13c等邊緣的兩端)的凹陷部，而且，也可為激光構(gòu)造體13中設(shè)于第一面13a的四個(gè)角部(或邊緣13c等邊緣的兩端)的凹部。圖17中表示缺ロ部113a的構(gòu)成，圖18中表示缺ロ部113b的構(gòu)成。 首先，參照?qǐng)D17對(duì)缺ロ部113a進(jìn)行說(shuō)明。包含在缺ロ部113a的側(cè)壁面內(nèi)且連接在邊緣13c的部分115a為，相對(duì)于第一面13a，以處于45度以上85度以下的范圍內(nèi)的傾斜角度β I的斜率而向第二面13b側(cè)傾斜。更具體而言，傾斜角β I為，缺ロ部113a的側(cè)壁面的部分115a與第一割斷面27交叉而成的邊緣的切線DFl (與邊緣13c的交點(diǎn)上的切線)、與邊緣13c之間的角度。第一割斷面27具有邊緣13e，邊緣13e在與邊緣13c交叉的方向延伸。邊緣13e具有位于第一面13a側(cè)的端部117a。將從缺ロ部113a的底壁面起、直至在該底壁面上從第一面13a沿第一面13a延伸的假想面123a為止的距離(LENGTH1)，除以從第一面13a至第二面13b為止的距離(THICKNESS1)所得的商(LENGTH1/THICKNESS1)為處于O. 05以上O. 4以下的范圍內(nèi)。再者，從假想面123a直至缺ロ部113a的底壁面為止的距離中、例如最大的值可用作距離LENGTH1。而且，從第一面13a直至第二面13b為止的距離中、例如最大的值可用作距離THICKNESS1?？墒褂脧倪吘?3e的端部117a沿邊緣13e而延伸至假想面123a的假想線段121a的長(zhǎng)度，而代替距離LENGTH1。缺ロ部113a的底壁面與假想面123a可平行。繼而，參照?qǐng)D18對(duì)缺ロ部113b進(jìn)行說(shuō)明。包含在缺ロ部113b的側(cè)壁面內(nèi)且連接在邊緣13c的部分115b，為相對(duì)于第一面13a，以處于10度以上30度以下的范圍內(nèi)的傾斜角度β 2的斜率而向第二面13b側(cè)傾斜。更具體而言，傾斜角β 2為，缺ロ部113b的側(cè)壁面的部分115b與第一割斷面27交叉而成的邊緣的切線DF2(與邊緣13c的交點(diǎn)上的切線)、與邊緣13c之間的角度。傾斜角度β 大于傾斜角度β2。第一割斷面27具有邊緣13f，邊緣13f在與邊緣13c交叉的方向延伸。邊緣13f具有位于第一面13a側(cè)的端部117b。將缺ロ部113b的底壁面起、直至在該底壁面上從第一面13a沿第一面13a延伸至假想面123b為止的距離(LENGTH2)，除以從第一面13a至第二面13b為止的距離(THICKNESS1)所得的商(LENGTH2/THICKNESSI)，為處于O. 05以上O. 4以下的范圍內(nèi)。再者，從假想面123b直至缺ロ部113b的底壁面為止的距離中、例如最大的值可用作距離LENGTH2。而且，從第一面13a直至第二面13b為止的距離中、例如最大的值可用作距離THICKNESS1?？墒褂脧倪吘?3f的端部117b沿邊緣13f延伸至假想面123b的假想線段121b的長(zhǎng)度，而代替距離LENGTH2。缺ロ部113b的底壁面與假想面123b可平行。
而且，從端部119a直至第一割斷面27的中心線CEl (參照?qǐng)DI)為止的距離為處于30 μ m以上100 μ m以下的范圍內(nèi)，從端部119b直至第一割斷面27的中心線CEl為止的距離也處于30 μ m以上100 μ m以下的范圍內(nèi)。中心線CEl為在第一割斷面27上位于邊緣13e與邊緣13f之間且在與邊緣13c交叉的方向延伸。中心線CEl為平行于邊緣13e或邊緣13f而延伸。從中心線CEl直至邊緣13e為止的距離與從中心線CEl直至邊緣13f為止的距離的差較微小，兩距離可大致相等。圖5為表示本實(shí)施方式的制作第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的方法的主要步驟的圖。參照?qǐng)D6(a)可知，表示有襯底51。步驟SlOl中，準(zhǔn)備用于制作第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的襯底51。襯底51的六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的c軸(向量VC)為相對(duì)于法線軸NX而向六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的m軸方向(向量VM)以有限的角度α傾斜。因此，襯底51具有包含六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的半極性主面51a。
步驟S102中，形成襯底生產(chǎn)物SP。圖6(a)中，襯底生產(chǎn)物SP描繪成大致圓板形的構(gòu)件，但襯底生產(chǎn)物SP的形狀并不限定于此。為了獲得襯底生產(chǎn)物SP，首先，在步驟S103中形成激光構(gòu)造體55。激光構(gòu)造體55中包含半導(dǎo)體區(qū)域53及絕緣膜54，在步驟S103中，半導(dǎo)體區(qū)域53形成于半極性主面51a上。為了形成半導(dǎo)體區(qū)域53，在半極性主面51a上依次成長(zhǎng)第一導(dǎo)電型的氮化鎵系半導(dǎo)體區(qū)域57、發(fā)光層59、及第ニ導(dǎo)電型的氮化鎵系半導(dǎo)體區(qū)域61。氮化鎵系半導(dǎo)體區(qū)域57中可包含例如η型包覆層，氮化鎵系半導(dǎo)體區(qū)域61中可包含例如P型包覆層。發(fā)光層59可設(shè)于氮化鎵系半導(dǎo)體區(qū)域57與氮化鎵系半導(dǎo)體區(qū)域61之間，而且，包含活性層、導(dǎo)光層及電子阻擋層等。氮化鎵系半導(dǎo)體區(qū)域57、發(fā)光層59及第二導(dǎo)電型的氮化鎵系半導(dǎo)體區(qū)域61為沿半極性主面51a的法線軸NX而排列。這些半導(dǎo)體層為外延成長(zhǎng)。半導(dǎo)體區(qū)域53上被絕緣膜54覆蓋。絕緣膜54包含例如氧化硅。絕緣膜54具有開(kāi)ロ 54a。開(kāi)ロ 54a形成為例如條紋形狀。步驟S104中，在激光構(gòu)造體55上形成陽(yáng)極電極58a及陰極電極58b。而且，在襯底51的背面形成電極之前，對(duì)結(jié)晶成長(zhǎng)中所使用的襯底的背面進(jìn)行研磨，而形成具有期望的厚度DSUB的襯底生產(chǎn)物SP。形成電極時(shí)，例如使陽(yáng)極電極58a形成在半導(dǎo)體區(qū)域53上，并且使陰極電極58b形成在襯底51的背面(研磨面)51b上。陽(yáng)極電極58a沿X軸方向延イ申，陰極電極58b覆蓋在整個(gè)背面51b。通過(guò)這些步驟形成襯底生產(chǎn)物SP。襯底生產(chǎn)物SP包括第一面63a及位于其相反側(cè)的第二面63b。半導(dǎo)體區(qū)域53位于第一面63a與襯底51之間。步驟S105中，如圖6(b)所示，對(duì)襯底生產(chǎn)物SP的第一面63a進(jìn)行刻劃。該刻劃為使用激光刻劃器IOa而進(jìn)行。通過(guò)刻劃而形成多個(gè)刻劃槽65a。圖6 (b)中，已形成有5個(gè)刻劃槽，進(jìn)而使用激光束LB形成刻劃槽65b?？虅澆?5a的長(zhǎng)度比由六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的a軸及法線軸NX所規(guī)定的a-n面與第一面63a的交叉線AIS的長(zhǎng)度更短，對(duì)交叉線AIS的一部分照射激光束LB。通過(guò)激光束LB的照射，使第一面63a上形成沿特定的方向延伸且到達(dá)半導(dǎo)體區(qū)域的槽?？虅澆?5a可形成在例如襯底生產(chǎn)物SP的一邊緣。以下，對(duì)襯底生產(chǎn)物SP的第一面63a的構(gòu)成進(jìn)行具體說(shuō)明。圖19中表示襯底生產(chǎn)物SP的第一面63a的構(gòu)成的一例。圖19中，例示出第一面63a中所含的區(qū)域El內(nèi)的構(gòu)成。圖19所例示的區(qū)域El內(nèi)的構(gòu)成為整個(gè)第一面63a上的構(gòu)成，并不限定于特定的區(qū)域。如圖19所示，在第一面63a上，多個(gè)陽(yáng)極電極58a例如并排設(shè)置，且在鄰接的兩個(gè)陽(yáng)極電極58a之間，多個(gè)刻劃槽65a例如以等間隔而設(shè)置。襯底生產(chǎn)物SP包含多個(gè)波導(dǎo)(對(duì)應(yīng)于波導(dǎo)111)，各個(gè)波導(dǎo)在半導(dǎo)體區(qū)域53內(nèi)沿陽(yáng)極電極58a延伸。陽(yáng)極電極58a的延伸方向?yàn)閷⒘骄档贗II族氮化物半導(dǎo)體的c軸投影至半極性主面51a(或第一面63a)的方向，且為與六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的a軸交叉的方向。多個(gè)刻劃槽65a為，在與陽(yáng)極電極58a的延伸方向交叉的方向(六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的a軸的延伸方向)以間隔Pl (例如300 μ m以上500 μ m以下的范圍內(nèi)的間隔，可為400 μ m左右)配置，而且，沿陽(yáng)極電極58a的延伸方向以間隔P2 (例如400 μ m以上800 μ m以下的范圍內(nèi)的間隔，可為600 μ m左右)配置。如此，可通過(guò)激光刻劃器IOa使刻劃槽65a規(guī)則地且準(zhǔn)確地形成在襯底生產(chǎn)物SP的第一表面63a上，所以，可減少?gòu)囊r底生產(chǎn)物SP分離的激光條LBl等(進(jìn)而為第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11)的形狀的偏差。返回至圖6進(jìn)行說(shuō)明。步驟S106中，如圖6(c)所示，通過(guò)對(duì)襯底生產(chǎn)物SP的第ニ面63b的擠壓而進(jìn)行襯底生產(chǎn)物SP的分離，從而形成襯底生產(chǎn)物SPl及激光條LB1。擠壓為使用例如刮刀69等切割裝置而進(jìn)行。刮刀69包含延伸在ー個(gè)方向的邊緣69a、及規(guī)定邊緣69a的至少2個(gè)刮刀面69b、69c。而且，襯底生產(chǎn)物SPl的擠壓為在支持裝置71上進(jìn) 行。支持裝置71包含支持面71a及凹部71b，凹部71b延伸在ー個(gè)方向。凹部71b形成在支持面71a上。使襯底生產(chǎn)物SPl的刻劃槽65a的朝向及位置與支持裝置71的凹部71b的延伸方向一致，使襯底生產(chǎn)物SPl定位于支持裝置71上的凹部71b。使切割裝置的邊緣的朝向與凹部71b的延伸方向一致，而從與第二面63b交叉的方向?qū)⑶懈钛b置的邊緣抵壓在襯底生產(chǎn)物SP1。交叉方向可為與第二面63b大致垂直的方向。由此，進(jìn)行襯底生產(chǎn)物SP的分離，從而形成襯底生產(chǎn)物SPl及激光條LBl。通過(guò)抵壓而形成具有第一及第ニ端面67a、67b的激光條LB1，這些端面67a、67b上，至少發(fā)光層的一部分具有可適于半導(dǎo)體激光的諧振鏡的程度的垂直性及平坦性。所形成的激光條LBl具有通過(guò)上述分離而形成的端面67a、67b,且端面67a、67b各自為從第一面63a延伸至第二面63b。因此,端面67a、67b構(gòu)成該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的激光諧振器，且與XZ面交叉。該XZ面與由六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的m軸及法線軸NX所規(guī)定的m-n面相對(duì)應(yīng)。根據(jù)該方法，在六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的a軸的方向?qū)σr底生產(chǎn)物SP的第一面63a進(jìn)行刻劃之后，通過(guò)對(duì)襯底生產(chǎn)物SP的第二面63b的擠壓而進(jìn)行襯底生產(chǎn)物SP的分離，從而形成新的襯底生產(chǎn)物SPl及激光條LB1。因此，以與m-n面交叉的方式，在激光條LBl上形成端面67a、67b。通過(guò)該端面形成,端面67a、67b具有能構(gòu)成該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的激光諧振器的程度的充分的平坦性及垂直性。而且，該方法中，所形成的激光波導(dǎo)在六方晶系第III族氮化物的c軸的傾斜的方向延伸。不使用干式蝕刻面，形成可提供該激光波導(dǎo)的諧振鏡端面。根據(jù)該方法，通過(guò)襯底生產(chǎn)物SPl的割斷而形成新的襯底生產(chǎn)物SPl及激光條LBl0步驟S107中，反復(fù)通過(guò)擠壓而進(jìn)行分離，從而制作多個(gè)激光條。該割斷為使用比激光條LBl的割斷線BREAK更短的刻劃槽65a而進(jìn)行。圖20中例示出激光條LBl的端面67a的構(gòu)成。缺ロ部DEl為在形成激光條LBl等激光條時(shí)(以下有時(shí)稱作切割)，(通過(guò)在步驟S106及步驟S107中進(jìn)行從襯底生產(chǎn)物SP等分離出激光條LBl等的處理而)從刻劃槽65a而形成的，且為在形成激光條之前構(gòu)成刻劃槽65a的部分。因此，以下，可將缺ロ部DEl稱作刻劃槽65a。再者，以下，將缺ロ部DEl替換成刻劃槽65a的記載，與缺ロ部DEl的記載相同，所以，為了簡(jiǎn)化說(shuō)明而省略。缺ロ部DEl與陽(yáng)極電極58a交替配置在與陽(yáng)極電極58a的延伸方向交叉的方向DIRl (與將六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的c軸投影至上述半極性主面51a的方向交叉的方向，也可稱作六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的a軸的延伸方向)。步驟S106及步驟S107中，激光條LBl等激光條的分離為沿方向DIR1，從圖中符號(hào)U所示一側(cè)向圖中符號(hào)D所不一側(cè)進(jìn)行。從刻劃槽65a的一個(gè)端部(圖中符號(hào)U所不一側(cè)的端部)朝向另ー個(gè)端部(圖中符號(hào)D所示一側(cè)的端部)的方向DIRl為，與將六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的c軸投影至半極性主面51a的方向交叉的方向(也可稱作六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的a軸的延伸方向)。缺ロ部DEl具有第一部分(對(duì)應(yīng)于端部119a，以下稱作U側(cè)部分)，其包含在缺 ロ部DEl的側(cè)壁面內(nèi)，在缺ロ部DEl的一個(gè)端部(圖中符號(hào)U所示一側(cè)的端部)連接在第一面63a ;以及，第二部分(對(duì)應(yīng)于端部119b，以下稱作D側(cè)部分)，其包含在缺ロ部DEl的側(cè)壁面內(nèi)，在缺ロ部DEl的另ー個(gè)端部(圖中符號(hào)D所不一側(cè)的端部)連接在第一面63a。缺ロ部DEl的側(cè)壁面的U側(cè)部分為，相對(duì)于第一面63a，以處于45度以上85度以下的范圍內(nèi)的傾斜角度β3(對(duì)應(yīng)于傾斜角度β I)的斜率而傾斜。缺ロ部DEl的側(cè)壁面的D側(cè)部分為，相對(duì)于第一面63a，以處于10度以上30度以下的范圍內(nèi)的傾斜角度β 4 (對(duì)應(yīng)于傾斜角度β2)的斜率而傾斜。傾斜角度β 3大于傾斜角度β4。將從缺ロ部DEl的底壁面起、直至在底壁面上從第一面63a沿第一面63a延伸的假想面123c為止的距離(LENGTH3)，除以從第一面63a至第二面63b為止的距離(THICKNESS2)所得的商(LENGTH3/THICKNESS2)，為處于O. 05以上O. 4以下的范圍內(nèi)。激光條LBl等激光條在后述的步驟S108中經(jīng)過(guò)加工之后，在后述的步驟S109中，沿著在與六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的a軸交叉的方向延伸且經(jīng)過(guò)多個(gè)刻劃槽65a的各個(gè)的切斷面LI而被切斷，分離成多個(gè)第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11。切斷面LI為以例如間隔Pl且例如等間隔地并排。從位于相鄰并排的兩個(gè)切斷面LI之間的刻劃槽65a的U側(cè)部分、直至該兩個(gè)切斷面LI之間的中心面CE2為止的距離LEl為處于30 μ m以上100 μ m以下的范圍內(nèi)。從位于相鄰并排的兩個(gè)切斷面LI之間的刻劃槽65a的D側(cè)部分、直至該兩個(gè)切斷面LI之間的中心面CE2為止的距離LE2也處于30 μ m以上100 μ m以下的范圍內(nèi)。中心面CE2為鄰接地并排的兩個(gè)切斷面LI之間的中心面，且在與六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的a軸交叉的方向延伸。中心線CE2與端面67a的交線與上述中心線CEl相對(duì)應(yīng)。缺ロ部DEl由切斷面LI切斷，由此，形成缺ロ部113a及缺ロ部113b。從而，通過(guò)激光刻劃器IOa可較好地控制刻劃槽65a的形狀及配置，所以，可容易且穩(wěn)定地形成包括具有能構(gòu)成激光諧振器的程度的充分的平坦性、垂直性或無(wú)離子損壞的諧振鏡面的多個(gè)同一性質(zhì)的元件(能減少平坦性及垂直性的偏差)。再者，刻劃槽65a的形狀也可大致成為具有平坦的底面的船體的形狀。也可為如下圖中符號(hào)D所示一側(cè)的端部對(duì)應(yīng)于船頭，圖中符號(hào)U所示一側(cè)的端部對(duì)應(yīng)于船尾。步驟S108中，在激光條LBl的端面67a、67b形成介電體多層膜，從而形成激光條生產(chǎn)物。步驟S109中，將該激光條生產(chǎn)物分離成各個(gè)半導(dǎo)體激光的芯片。更具體而言，歩驟S109中，沿切斷面LI切斷激光條生產(chǎn)物，從而從該激光條生產(chǎn)物分離出多個(gè)第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件11。本實(shí)施方式的制造方法中，角度α可為45度以上80度以下及100度以上135度以下的范圍。在小于45度及超過(guò)135度的角度內(nèi)，通過(guò)擠壓而形成的端面包含m面的可能性變高。而且，在超過(guò)80度小于100度的角度內(nèi)，有無(wú)法獲得期望的平坦性及垂直性的擔(dān)心。角度α可為63度以上80度以下及100度以上117度以下的范圍。在小于45度及超過(guò)135度的角度內(nèi)，在通過(guò)擠壓而形成的端面的一部分可能會(huì)呈現(xiàn)m面。而且，在超過(guò)80度小于100度的角度內(nèi)，有無(wú)法獲得期望的平坦性及垂直性的擔(dān)心。半極性主面51a可為{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面及{10+1}面中的任一方。進(jìn)而，從這些面在-4度以上+4度以下的范圍微傾斜的面也可用作上述主面。這些典型的半極性面，能夠以能構(gòu)成該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的激光諧振器的程度的充分的平坦性及垂直性而提供用于激光諧振器的端面。而且，襯底51可包含GaN、AIN、AlGaN、InGaN及InAlGaN中的任一方。當(dāng)使用包含這些氮化鎵系半導(dǎo)體的襯底時(shí)，可獲得能用作激光諧振器的端面。襯底51可包含GaN。 在形成襯底生產(chǎn)物SP的步驟S104中，結(jié)晶成長(zhǎng)中所使用的半導(dǎo)體襯底受到切片或研削等加工，以使襯底厚成為400 μ m以下。第二面63b可為通過(guò)研磨而形成的加工面。該襯底厚度下，可以良好的優(yōu)良率而形成具有能構(gòu)成該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的激光諧振器的程度的充分的平坦性、垂直性或無(wú)離子損壞的端面67a、67b。第二面63b可為通過(guò)研磨而形成的研磨面，進(jìn)而，研磨后襯底厚度可為IOOym以下。而且，為了能比較容易地對(duì)襯底生產(chǎn)物SP進(jìn)行處理，襯底厚度可為50 μ m以上。本實(shí)施方式的激光端面的制造方法中，激光條LBl上也規(guī)定由參照?qǐng)D3而說(shuō)明的角度β。激光條LBl上，角度β的成分(β) I可在由第III族氮化物半導(dǎo)體的c軸及m軸所規(guī)定的第一平面(與參照?qǐng)D3說(shuō)明的第一平面SI對(duì)應(yīng)的面)中處于(α-5)度以上(α+5)度以下的范圍。激光條LBl的端面67a、67b為關(guān)于從c軸及m軸中的一方向另一方所獲取的角度β的角度成分而滿足上述垂直性。而且，角度β的成分(β)2可在第二平面(與圖3所示的第二平面S2相對(duì)應(yīng)的面)中處于_5度以上+5度以下的范圍。此時(shí)，激光條LBl的端面67a、67b為關(guān)于在與半極性面51a的法線軸NX垂直的面上所規(guī)定的角度β的角度成分而滿足上述垂直性。端面67a、67b為通過(guò)外延地成長(zhǎng)在半極性面51a上的多個(gè)氮化鎵系半導(dǎo)體層的擠壓而進(jìn)行的斷裂而形成。因?yàn)榘霕O性面51a上的外延膜，故端面67a、67b并非為目前為止用作諧振鏡的c面、m面、或a面等低面指數(shù)的解理面。然而，在半極性面51a上的外延膜的疊層的斷裂中，端面67a、67b具有適于諧振鏡的平坦性及垂直性。(實(shí)施例I)如下所述，準(zhǔn)備半極性面GaN襯底，觀察割斷面的垂直性。襯底為從使用利用HVPE法較厚地成長(zhǎng)的(OOOl)GaN錠在m軸方向以75度的角度切取的{20-21}面GaN襯底。GaN襯底的主面為受到鏡面精加工，背面為受到研削精加工而成為梨皮狀態(tài)。襯底的厚度為370 μ m0在梨皮狀態(tài)的背面?zhèn)?，使用金剛石筆，在與將C軸投影至襯底主面的方向垂直地形成刻劃槽之后，進(jìn)行擠壓而割斷襯底。為了觀察所得的割斷面的垂直性，而使用掃描型電子顯微鏡而從a面方向觀察襯底。
圖7(a)為從a面方向觀察割斷面的掃描型電子顯微鏡像，右側(cè)的端面為割斷面?？芍?，割斷面對(duì)于半極性主面具有平坦性及垂直性。(實(shí)施例2)實(shí)施例I中可知，在具有半極性{20-21}面的GaN襯底上，與將c軸投影至襯底主面的方向垂直地設(shè)置刻劃槽且進(jìn)行擠壓而得的割斷面為，相對(duì)于襯底主面而具有平坦性及垂直性。因此，為了得知將該割斷面用作激光的諧振器的有用性，如下所述，使圖8所示的激光二極管通過(guò)有機(jī)金屬氣相成長(zhǎng)法成長(zhǎng)。原料可使用三甲基鎵(TMGa)、三甲基鋁(TMAl)、三甲基銦(TMIn)、氨(NH3)、硅烷(SiH4)。準(zhǔn)備襯底71。襯底71上，從利用HVPE法較厚地成長(zhǎng)的(OOOl)GaN錠在m軸方向以O(shè)度至90度的范圍的角度使用晶圓切片裝置進(jìn)行切取，制作GaN襯底，該GaN襯底具有c軸向m軸方向的傾斜角度α具有O度至90度的范圍的期望的傾斜角。例如，當(dāng)以75度的角度切取時(shí)，獲得{20-21}面GaN襯底，在圖7(b)所示的六方晶系的晶格中由參照符號(hào)71a表示。 為了在成長(zhǎng)前得知襯底的疊層缺陷密度，通過(guò)陰極發(fā)光法觀察襯底。在陰極發(fā)光法中，對(duì)通過(guò)電子線而激發(fā)的載體的發(fā)光過(guò)程觀察，若存在疊層缺陷，則其附近的載體會(huì)非發(fā)光再結(jié)合，所以，觀察到呈暗線狀。求出該暗線的單位長(zhǎng)度的密度(線密度)，定義為疊層缺陷密度。此處，為了得知疊層缺陷密度而使用非破壞測(cè)定的陰極發(fā)光法，但也可使用破壞測(cè)定的穿透型電子顯微鏡。穿透型電子顯微鏡中，當(dāng)從a軸方向觀察試樣剖面時(shí)，從襯底向試樣表面在m軸方向延伸的缺陷為包含在支持基體內(nèi)的疊層缺陷，可與陰極發(fā)光法相同地求出疊層缺陷的線密度。將該襯底71配置在反應(yīng)爐內(nèi)的基座上之后，按照以下的成長(zhǎng)順序成長(zhǎng)外延層。首先，成長(zhǎng)厚度為IOOOnm的η型GaN72。繼而，成長(zhǎng)厚度為1200nm的η型InAlGaN包覆層73。繼而，成長(zhǎng)厚度為200nm的η型GaN導(dǎo)引層74a及厚度為65nm的無(wú)摻雜InGaN導(dǎo)引層74b之后，成長(zhǎng)由厚度為15nm的GaN/厚度為3nm的InGaN而構(gòu)成的3周期MQW75。繼而，成長(zhǎng)厚度為65nm的無(wú)摻雜InGaN導(dǎo)引層76a、厚度為20nm的ρ型AlGaN阻擋層77a及厚度為200nm的ρ型GaN導(dǎo)引層76b。繼而，成長(zhǎng)厚度為400nm的ρ型InAlGaN包覆層77b。最后，成長(zhǎng)厚度為50nm的ρ型GaN接觸層78。使SiO2的絕緣膜79成膜在接觸層78上之后，使用光微影技術(shù)通過(guò)濕式蝕刻而形成寬度為IOym的條紋狀孔。此處，如以下的2個(gè)方向形成條紋方向的接觸孔。激光條紋為位于(I)M方向(接觸孔沿著由C軸及m軸所規(guī)定的既定的面的方向)/以及(2)A方向〈11-20〉方向。形成條紋狀孔之后，蒸鍍包含Ni/Au而成的ρ側(cè)電極80a及包含Ti/Al而成的焊墊電扱。然后，對(duì)GaN襯底(GaN晶圓)的背面使用金剛石漿料進(jìn)行研磨，制作背面成鏡面狀態(tài)的襯底生產(chǎn)物。此時(shí)，使用接觸式膜厚計(jì)測(cè)定襯底生產(chǎn)物的厚度。厚度的測(cè)定也可使 用顯微鏡從試樣剖面而進(jìn)行。作為顯微鏡，可使用光學(xué)顯微鏡、或掃描型電子顯微鏡。在GaN襯底(GaN晶圓)的背面(研磨面)，通過(guò)蒸鍍而形成包含Ti/Al/Ti/Au而成的η側(cè)電極 80b。針對(duì)這些2種激光條紋制作諧振鏡吋，為使用采用波長(zhǎng)為355nm的YAG激光的激光刻劃器。當(dāng)使用激光刻劃器進(jìn)行斷裂的情形吋，與使用金剛石刻劃的情形相比，能提高振蕩芯片優(yōu)良率。作為刻劃槽的形成條件，可使用以下條件激光光輸出為IOOmW ;掃描速度為5mm/s。所形成的刻劃槽例如為長(zhǎng)度為30 μ m、寬度為10 μ m、深度為40 μ m的槽。以400 μ m之間距穿過(guò)襯底的絕緣膜開(kāi)ロ部位而對(duì)外延表面直接照射激光光，由此，形成刻劃槽。諧振器長(zhǎng)度設(shè)為600 μ m。使用刮刀，通過(guò)割斷而制作諧振鏡。在襯底背側(cè)通過(guò)擠壓而進(jìn)行斷裂，由此制作激光條。更具體而言，對(duì)于{20-21}面的GaN襯底，表示結(jié)晶方位與割斷面的關(guān)系的為圖7(b)與圖7(c)。圖7(b)中表示激光條紋設(shè)于(I)M方向的情形，且表示有半極性面71a及用于激光諧振器的端面81a、81b。端面81a、81b為與半極性面71a大致正交,但與先前的c面、m面或a面等目前為止的解理面不同。圖7(c)中表示激光條紋設(shè)于(2)〈11-20>方向的情形，且表示有半極性面71a及用于激光諧振器的端面81c、81d。端面81c、81d為與半極性面71a大致正交，且由a面構(gòu)成。對(duì)通過(guò)斷裂而形成的割斷面利用掃描型電子顯微鏡進(jìn)行觀察，在(I)及(2)的各個(gè)中未觀察到明顯的凹凸。因此，可推斷割斷面的平坦性(凹凸的大小)為20nm以下。進(jìn)而，割斷面對(duì)于試樣表面的垂直性為±5度的范圍內(nèi)。在激光條的端面，通過(guò)真空蒸鍍法涂布介電體多層膜。介電體多層膜為由SiO2與·TiO2交替疊層而構(gòu)成。設(shè)計(jì)為，膜厚分別在50nm以上IOOnm以下的范圍內(nèi)調(diào)整，而使反射率的中心波長(zhǎng)處于500nm以上530nm以下的范圍內(nèi)。將ー側(cè)的反射面設(shè)為10周期,將反射率的設(shè)計(jì)值設(shè)為約95%，將另ー側(cè)的反射面設(shè)為6周期，將反射率的設(shè)計(jì)值設(shè)為約80%。在室溫下通電而進(jìn)行評(píng)估。電源為使用脈寬為500ns、占空比為O. 1%的脈沖電源，將探針落至表面電極而通電。進(jìn)行光輸出測(cè)定時(shí)，利用光電ニ極管檢測(cè)出來(lái)自激光條端面的發(fā)光，求出電流-光輸出特性(I-L特性)。當(dāng)測(cè)定發(fā)光波長(zhǎng)時(shí)，使來(lái)自激光條端面的發(fā)光穿過(guò)光纖，在檢測(cè)器中使用光譜分析儀進(jìn)行光譜測(cè)定。求出偏光狀態(tài)時(shí)，使來(lái)自激光條的發(fā)光穿過(guò)偏光板而旋轉(zhuǎn)，由此求出偏光狀態(tài)。當(dāng)觀測(cè)LED模式下的光吋，將光纖配置在激光條表面?zhèn)?，由此測(cè)定出從表面放出的光。對(duì)所有的在激光下振蕩后的偏光狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)后，可知，為向a軸方向偏光。振蕩波長(zhǎng)為處于500nm以上530nm以下的范圍內(nèi)。對(duì)所有的在激光下的LED模式(從然放出光)下的偏光狀態(tài)進(jìn)行測(cè)定。令a軸的方向上的偏光成分為II，設(shè)將m軸投影至主面的方向上的偏光成分為12，將(11-12)/(11+12)定義為偏光度P。由此，求出所得的偏光度P與閾值電流密度的最小值的關(guān)系后，可獲得圖9。根據(jù)圖9可知，當(dāng)偏光度為正的情形時(shí)，⑴激光條紋M方向的激光下，閾值電流密度大幅降低。也即，可知，當(dāng)偏光度為正(II > 12)、且在傾斜方向設(shè)有波導(dǎo)的情形吋，閾值電流密度大幅降低。圖9所示的數(shù)據(jù)為以下的數(shù)據(jù)。閾值電流閾值電流
偏光度(M方向條紋) (<11-20>條紋)
0.08 6420
0.05 1842
0.15 948
0.276 752
0.4 6求出GaN襯底的c軸向m軸方向的傾斜角與振蕩優(yōu)良率的關(guān)系之后，可獲得圖10。 本實(shí)施例中，針對(duì)振蕩優(yōu)良率，為定義為(振蕩芯片數(shù))/ (測(cè)定芯片數(shù))。而且，圖10中為在襯底的疊層缺陷密度為I Xio4(cnT1)以下的襯底、且激光條紋在(I)M方向的激光的條件下進(jìn)行繪制。根據(jù)圖10可知，當(dāng)傾斜角為45度以下時(shí)，振蕩優(yōu)良率極其低。利用光學(xué)顯微鏡觀察端面狀態(tài)可知，在小于45度的角度內(nèi)，幾乎所有芯片上均呈現(xiàn)m面，未獲得垂直性。而且可知，當(dāng)傾斜角處于63度以上80度以下的范圍吋，垂直性提高，振蕩優(yōu)良率増加至50%以上。根據(jù)這些情況可知，GaN襯底的傾斜角度的范圍適宜為63度以上80度以下。再者，在具有該結(jié)晶方面等價(jià)的端面的角度范圍、即100度以上117度以下的范圍內(nèi)，也可獲得同樣的結(jié)果。圖10所示的數(shù)據(jù)為如下所示。
傾斜角優(yōu)良率10 0.143 0.2
58 50 63 65 66 80 71 85
7580
7975 85 45 90 35求出疊層缺陷密度與振蕩優(yōu)良率的關(guān)系，可獲得圖11。關(guān)于振蕩優(yōu)良率的定義，為與上述相同。根據(jù)圖11可知，若疊層缺陷密度超過(guò)lXloYcnf1)，則振蕩優(yōu)良率會(huì)急劇地降低。而且，利用光學(xué)顯微鏡觀察端面狀態(tài)，可知，在振蕩優(yōu)良率降低的樣本中，端面的凹凸比較強(qiáng)烈，未獲得平坦的割斷面。認(rèn)為其原因在于，因存在疊層缺陷，故割斷的容易程度有所差別。因此，襯底中所含的疊層缺陷密度需要為lxioYcnf1)以下。圖11所示的數(shù)據(jù)為如
下所示。
疊層缺陷密度(cm·1)優(yōu)良率
50080
100075
400070
800065
1000020
500002求出襯底厚度與振蕩優(yōu)良率的關(guān)系，可獲得圖12。關(guān)于振蕩優(yōu)良率的定義，與上述 相同。而且，圖12中為在襯底的疊層缺陷密度為lXloYcnT1)以下、且激光條紋為(I)M方向的激光的條件下進(jìn)行繪制。根據(jù)圖12可知，當(dāng)襯底厚度比100 μ m更薄且比50 μ m更厚時(shí)，振蕩優(yōu)良率較高。其原因在于，若襯底厚度比100 μ m更厚，則割斷面的垂直性會(huì)劣化。而且，其原因在于，若比50μπι更薄，則操作困難，且芯片變得容易破壞。由在這些原因，襯底的厚度適宜為50 μ m以上100 μ m以下。圖12所示的數(shù)據(jù)為如下所示。
襯底厚優(yōu)良率 48 10 80 65 90 70 110 45 150 48 200 30 400 20(實(shí)施例3)實(shí)施例2中，在具有{20-21}面的GaN襯底上，成長(zhǎng)用于半導(dǎo)體激光的多個(gè)外延膜。如上所述，通過(guò)刻劃槽的形成及擠壓而形成光諧振器用的端面。為了找出這些端面的候補(bǔ)，形成與(20-21)面呈90度左右的角度，通過(guò)計(jì)算而求出與a面不同的面方位。參照?qǐng)D13可知，以下的角度及面方位相對(duì)于(20-21)面具有90度左右的角度。具體的面指數(shù)相對(duì)于{20-21}面的角度(-1016) :92· 46 度；(-1017) :90. 10 度；(-1018) :88· 29 度。圖14為表示(20-21)面與(-101-6)面及(-1016)面的原子配置的圖。圖15為表示(20-21)面與(-101-7)面及(-1017)面的原子配置的圖。圖16為表示(20-21)面與(-101-8)面及(-1018)面的原子配置的圖。如圖14至圖16所示，箭頭所示的局部的原子配置為表示電荷上成中性的原子的排列，且周期性地呈現(xiàn)出電性上成中性的原子配置。獲得相對(duì)于成長(zhǎng)面比較垂直的面的理由可能為，因周期性地呈現(xiàn)出該電荷上成中性的原子排列，故割斷面的生成變得比較穩(wěn)定。通過(guò)包含上述實(shí)施例I 3在內(nèi)的各種實(shí)驗(yàn)，角度α可處于45度以上80度以下及100度以上135度以下的范圍。為了提高振蕩芯片優(yōu)良率，角度α可處于63度以上80度以下及100度以上117度以下的范圍。典型的半極性主面可為{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面、及{10-1-1}面中的任一方。進(jìn)而，可為從這些半極性主面傾斜的微傾斜面。例如，半極性主面可為從{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面、及{10-1-1}面中的任一面，向m面方向在-4度以上+4度以下的范圍傾斜的微傾斜面。(實(shí)施例4)圖21(a)及圖21(b)為，對(duì)于于包含(20_21)GaN襯底的襯底生產(chǎn)物的表面，在與將c軸投影至襯底主面的方向DIR2垂直的方向DIRl形成刻劃槽、且使用刮刀進(jìn)行切割之后的激光條，從主面?zhèn)?形成有刻劃槽的面?zhèn)?，利用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察的結(jié)果。圖21(a)中表示出通過(guò)未使用本實(shí)施方式的切割方法的先前的切割方法而形成的激光條LBC1，圖21(b)中表示出通過(guò)本實(shí)施方式的切割方法而形成的激光條LBC2(例如對(duì)應(yīng)于激光條LBl)。切割為沿圖中所示的方向DIRl的朝向而進(jìn)行。方向DIR2為將六方晶系第III族氮·化物半導(dǎo)體的c軸投影至形成有刻劃槽的面的方向。根據(jù)圖21(a)可知，通過(guò)切割，刻劃槽成為缺ロ部DE2，根據(jù)圖21(b)可知，通過(guò)切害わ刻劃槽成為缺ロ部DE3。缺ロ部DE3為與缺ロ部DEl相對(duì)應(yīng)。根據(jù)圖21(a)可知，從缺ロ部DE2的側(cè)壁面SFl在方向DIRl進(jìn)行切割，從而形成端面SF2，該端面SF2到達(dá)鄰接的缺ロ部DE2的端部，而通過(guò)該切割所形成的端面SF2相對(duì)于側(cè)壁面SFl較大地傾斜。也即，可知，在包含側(cè)壁面SFl及端面SF2的諧振鏡上，形成有傾斜度不同的部分。如此，諧振鏡在與襯底平行的面內(nèi)包含傾斜度不同的部分，所以，反射率降低，隨之，激光的振蕩閾值増大的可能性較高。另ー方面，根據(jù)圖21(b)可知，從缺ロ部DE3的側(cè)壁面SF3在方向DIRl進(jìn)行切割，從而形成端面SF4，該端面SF4到達(dá)鄰接的缺ロ部DE3的端部，而通過(guò)該切割所形成的端面SF4為與側(cè)壁面SF3大致平行。也即，圖21(b)所示的情形為與圖21 (a)不同，在諧振鏡上無(wú)法確認(rèn)有傾斜度不同的部分。也即，若使用本實(shí)施方式的切割方法，則所形成的諧振鏡具有充分的平坦性及垂直性，所以可制作一定的閾值電流以下的振蕩優(yōu)良率較高的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件。圖22中表示對(duì)圖21 (b)所示的激光條LBC2從端面?zhèn)壤霉鈱W(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察的結(jié)果。再者，圖22中所示的方向DIRl為與圖21中所示的方向DIRl的朝向相反。(實(shí)施例5)求出LENGTH1(LENGTH2、3 也相同，以下簡(jiǎn)稱為 LENGTH)與 THICKNESS1 (THICKNESS2也相同，以下簡(jiǎn)稱為T(mén)HICKNESS)之比LENGTH/THICKNESS、與振蕩優(yōu)良率的關(guān)系，可獲得圖23。將THICKNESS分為60 μ m、100 μ m這2種。本實(shí)施例中，對(duì)于振蕩優(yōu)良率，設(shè)為(閾值電流IOOOmA以下的振蕩芯片數(shù))/(測(cè)定芯片數(shù))。圖23所示的結(jié)果為使用疊層缺陷密度為I X IO4 (cnT1)以下的襯底，將LEl及LE2均設(shè)為50 μ m(LEl = LE2，以下將LEl及LE2簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)E)，將傾斜角度β I (傾斜角度β 3)及傾斜角度β 2 (傾斜角度β 4)均設(shè)為30度而獲得。根據(jù)圖23可知，若LENGTH/THICKNESS的值超過(guò)O. 4，則振蕩優(yōu)良率會(huì)減半。其原因在于，若LENGTH/THICKNESS的值減小，則刻劃槽前端的應(yīng)カ集中會(huì)増大，容易獲得平坦的割斷面。而且，可知，若LENGTH/THICKNESS的值小于O. 05，則振蕩優(yōu)良率會(huì)急劇地降低。其原因在于，因刻劃槽過(guò)淺，故無(wú)法起到導(dǎo)引割斷的作用。根據(jù)以上結(jié)果可知，LENGTH/THICKNESS的值可為O. 05以上O. 4以下的范圍內(nèi)。圖23所示的數(shù)據(jù)為如下所示(此處，特別將LENGTH/THICKNESS 記作 “R”，將 THICKNESS 記作 “T”)。
R Τ=60μπι的振蕩優(yōu)良率 T=IOO μιη的振蕩優(yōu)良率 0.03 5339
0.05 6954
0.1 8170
0.15 7872
0.2 6554
0.25 5346
0.3 4744
0.5 3436
0.8 3938(實(shí)施例6)求出LE與振蕩優(yōu)良率的關(guān)系，可獲得圖24。圖24所示的結(jié)果為使用疊層缺陷密度為I X IO4 (cnT1)以下的襯底，將THICKNESS設(shè)為80 μ m,將LENGTH設(shè)為20 μ m,將傾斜角度β I (傾斜角度β 3)及傾斜角度β 2 (傾斜角度β 4)均設(shè)為30度而獲得。關(guān)于振蕩優(yōu)良率的定義，與上述相同。根據(jù)圖24可知，若LE小于30 μ m,則振蕩優(yōu)良率會(huì)急劇地降低。其原因在干，因波導(dǎo)與刻劃槽過(guò)度接近，導(dǎo)致波導(dǎo)下的活性層因激光照射而受損。而且，可知，若LE超過(guò)ΙΟΟμπι，則振蕩優(yōu)良率會(huì)減半。其原因在于，較長(zhǎng)的刻劃槽容易導(dǎo)引割斷。根據(jù)以上內(nèi)容可知，LE可為30 μ m以上100 μ m以下。圖24所示的數(shù)據(jù)為如下所示。
LE 振蕩優(yōu)良率10 1020 3130 6440 6660 45
8046 100 37 150 26(實(shí)施例7)求出傾斜角度β I與振蕩優(yōu)良率的關(guān)系，可獲得圖25。圖25所示的結(jié)果為使用疊層缺陷密度為I X IO4 (cnT1)以下的襯底，將THICKNESS設(shè)為80 μ m,將LENGTH設(shè)為20 μ m，將LE設(shè)為50 μ m，將傾斜角度β2設(shè)為30度而獲得。關(guān)于振蕩優(yōu)良率的定義與上述相同。根據(jù)圖25可知，當(dāng)傾斜角度β I為45度以上85度以下時(shí)振蕩優(yōu)良率較高。而且，求出傾斜角度β 2與振蕩優(yōu)良率的關(guān)系，可獲得圖26。圖26所示的結(jié)果為使用疊層缺陷密度為I X IO4 (cnT1)以下的襯底，將 THICKNESS 設(shè)為 80 μ m,將 LENGTH設(shè)為 20 μ m,將 LE 設(shè)為 50 μ m,將傾斜角度β 3設(shè)為45度而獲得。關(guān)于振蕩優(yōu)良率的定義為與上述相同。根據(jù)圖26可知，當(dāng)傾斜角度β2為10度以上30度以下時(shí)振蕩優(yōu)良率較高。其原因在于，因傾斜角度β2<傾斜角度β I所以向割斷下游側(cè)的應(yīng)カ集中増大，割斷線容易平行于刻劃槽而行迸。根據(jù)以上內(nèi)容可知，傾斜角度β I (傾斜角度β 3)可為45度以上85度以下，傾斜角度β2(傾斜角度β 4)可為10度以上30度以下。圖25所示的數(shù)據(jù)如下所示。
權(quán)利要求
1.ー種第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件，其特征在于，包括激光構(gòu)造體，包括包含六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體且具有半極性主面的支持基體；和設(shè)于上述支持基體的上述半極性主面上的半導(dǎo)體區(qū)域；及電極，設(shè)于上述激光構(gòu)造體的上述半導(dǎo)體區(qū)域上；上述半導(dǎo)體區(qū)域含有包含第一導(dǎo)電型的氮化鎵系半導(dǎo)體的第一包覆層、包含第二導(dǎo)電型的氮化鎵系半導(dǎo)體的第二包覆層以及設(shè)于上述第一包覆層與上述第二包覆層之間的活性層；上述第一包覆層、上述第二包覆層及上述活性層沿上述半極性主面的法線軸排列；上述活性層含有氮化鎵系半導(dǎo)體層；上述支持基體的上述六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的C軸相對(duì)于上述法線軸向上述六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的m軸的方向以有限的角度ALPHA傾斜，上述激光構(gòu)造體包含與由上述六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的m軸及上述法線軸所規(guī)定的m-n面交叉的第一及第二割斷面、在與上述第一或第二割斷面交叉的方向延伸的第一面、位于上述第一面的相反側(cè)且沿上述第一面延伸的第二面及分別設(shè)于上述第一面與上述第一割斷面交叉的第一邊緣的兩端的第一及第ニ缺ロ部；該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的激光諧振器包含上述第一及第二割斷面；上述第一割斷面從上述第一邊緣延伸至上述第二面的邊緣；包含在上述第一缺ロ部的側(cè)壁面內(nèi)、且連接至上述第一邊緣的第一部分相對(duì)于上述第一面以45度以上85度以下的范圍內(nèi)的第一傾斜角度的斜率向上述第二面?zhèn)葍A斜；包含在上述第二缺ロ部的側(cè)壁面內(nèi)、且連接至上述第一邊緣的第二部分相對(duì)于上述第一面以10度以上30度以下的范圍內(nèi)的第二傾斜角度的斜率向上述第二面?zhèn)葍A斜；上述第一割斷面具有在與上述第一邊緣交叉的方向延伸的第二邊緣；上述第二邊緣具有位于上述第一面?zhèn)鹊亩瞬?；將從上述第一缺ロ部的底壁面起、直至在上述底壁面上從上述第一面沿上述第一面延伸的假想面為止的距離，除以從上述第一面至上述第二面為止的距離所得的商處于O. 05以上O. 4以下的范圍內(nèi)；從上述第一邊緣的端部起、直至在與上述第一邊緣交叉的方向延伸的上述第一割斷面的中心線為止的距離處于30 μ m以上100 μ m以下的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件，其特征在干，上述角度ALPHA處于45度以上80度以下、或100度以上135度以下的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件，其特征在干，上述角度ALPHA處于63度以上80度以下、或100度以上117度以下的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件，其特征在干，上述支持基體的厚度為400 μ m以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件，其特征在干，上述支持基體的厚度處于50 μ m以上100 μ m以下的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件，其特征在干，上述半極性主面為從{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面及{10_1_1}面中的任一面以-4度以上+4度以下的范圍傾斜的微傾斜面。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件，其特征在干，上述支持基體的疊層缺陷密度為IXlO4cnT1以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件，其特征在干，上述支持基體包含GaN、AlGaN、AlN、InGaN及InAlGaN中的任ー種。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項(xiàng)的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件，其特征在干，還具有設(shè)于上述第一及第二割斷面中的至少任一方上的介電體多層膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任一項(xiàng)的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件，其特征在干，上述活性層包含以產(chǎn)生360nm以上600nm以下的范圍內(nèi)的波長(zhǎng)的光的方式而設(shè)置的發(fā)光區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至10中任一項(xiàng)的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件，其特征在干，上述活性層包含以產(chǎn)生430nm以上550nm以下的范圍內(nèi)的光的方式而設(shè)置的量子阱構(gòu)造。
12.—種第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的制作方法，其特征在于，其包括如下步驟準(zhǔn)備包含六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體且具有半極性主面的襯底；形成具有激光構(gòu)造體、陽(yáng)極電極及陰極電極的襯底生產(chǎn)物，該激光構(gòu)造體包含形成在上述半極性主面上的半導(dǎo)體區(qū)域與上述襯底；在上述六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的a軸的方向?qū)ι鲜鲆r底生產(chǎn)物的第一面進(jìn)行局部刻劃，由此在上述第一面上設(shè)置多個(gè)刻劃槽；通過(guò)上述襯底生產(chǎn)物對(duì)第二面的擠壓而進(jìn)行上述襯底生產(chǎn)物的分離，從而形成另ー襯底生產(chǎn)物及激光條；及對(duì)上述激光條的端面進(jìn)行加工之后，沿著在與上述六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的a軸交叉的方向延伸且經(jīng)過(guò)上述多個(gè)刻劃槽的各個(gè)的切斷面，切斷上述加工后的激光條，從該加工后的激光條進(jìn)行多個(gè)上述第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的分離；上述第一面為上述第二面的相反側(cè)的面；上述半導(dǎo)體區(qū)域位于上述第一面與上述襯底之間；上述激光條具有從上述第一面延伸至上述第二面且通過(guò)上述分離而形成的第一及第ニ端面；上述第一及第ニ端面構(gòu)成該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的激光諧振器；上述陽(yáng)極電極及陰極電極形成在上述激光構(gòu)造體上；上述半導(dǎo)體區(qū)域包含含有第一導(dǎo)電型的氮化鎵系半導(dǎo)體的第一包覆層、含有第二導(dǎo)電型的氮化鎵系半導(dǎo)體的第二包覆層及設(shè)于上述第一包覆層與上述第二包覆層之間的活性層；上述第一包覆層、上述第二包覆層及上述活性層沿上述半極性主面的法線軸排列；上述活性層含有氮化鎵系半導(dǎo)體層；上述襯底的上述六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的C軸為，相對(duì)于上述法線軸向上述六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的m軸的方向以有限的角度ALPHA傾斜；上述第一及第ニ端面與由上述六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的m軸及上述法線軸所規(guī)定的m-n面交叉；上述刻劃是使用激光刻劃器進(jìn)行的；通過(guò)上述刻劃，在上述第一面形成多個(gè)刻劃槽；包含在上述刻劃槽的側(cè)壁面內(nèi)、且在上述刻劃槽的一個(gè)端部連接至上述第一面的第一部分相對(duì)于上述第一面以45度以上85度以下的范圍內(nèi)的第一傾斜角度的斜率而傾斜；包含在該側(cè)壁面內(nèi)、且在該刻劃槽的另ー個(gè)端部連接在上述第一面的第二部分相對(duì)于上述第一面以10度以上30度以下的范圍內(nèi)的第二傾斜角度的斜率傾斜；從上述刻劃槽的上述一個(gè)端部朝向上述另ー個(gè)端部的方向?yàn)榕c將上述六方晶系第III族氮化物半導(dǎo)體的c軸投影至上述半極性主面的方向交叉的方向；在形成上述另ー襯底生產(chǎn)物及激光條的步驟中，沿從上述刻劃槽的上述一個(gè)端部朝向 上述另ー個(gè)端部的方向，進(jìn)行上述激光條的分離，將從上述刻劃槽的底壁面起、直至在上述底壁面上從上述第一面沿上述第一面延伸的假想面為止的距離，除以從上述第一面至上述第二面為止的距離所得的商為處于O. 05以上O. 4以下的范圍內(nèi)；從位于相鄰并排的兩個(gè)上述切斷面之間的上述刻劃槽的上述一個(gè)端部或上述另ー個(gè)端部起、直至該兩個(gè)切斷面之間的中心面為止的距離為處于30 μ m以上100 μ m以下的范圍內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于，上述角度ALPHA處于45度以上80度以下、或100度以上135度以下的范圍內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13的方法，其特征在于，上述角度ALPHA處于63度以上80度以下、或100度以上117度以下的范圍內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任ー項(xiàng)的方法，其特征在干，在形成上述襯底生產(chǎn)物的上述步驟中，上述襯底被實(shí)施切片或研削加工，以使上述襯底的厚度為400 μ m以下；上述第二面為通過(guò)上述加工而形成的加工面、或包含形成在上述加工面上的電極的面。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任ー項(xiàng)的方法,其特征在于，在形成上述襯底生產(chǎn)物的上述步驟中，上述襯底被研磨，以使上述襯底的厚度為50μπι以上100 μ m以下；上述第二面為通過(guò)上述研磨而形成的研磨面、或包含形成在上述研磨面上的電極的面。
17.根據(jù)權(quán)利要求12至16中任ー項(xiàng)的方法，其特征在于，上述半極性主面為{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面及{10+1}面中的任一方。
18.根據(jù)權(quán)利要求12至17中任ー項(xiàng)的方法，其特征在于，上述襯底包含GaN、AlGaN、AIN、InGaN及InAlGaN中的任ー種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在六方晶系第III族氮化物的半極性面上，具有可實(shí)現(xiàn)低閾值電流的激光諧振器的第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件、及穩(wěn)定制作該第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件的方法。在位于第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件(11)的陽(yáng)極側(cè)的第一面(13a)的四個(gè)角部，分別形成有缺口部(113a)等缺口部。缺口部(113a)等為為了分離元件(11)而設(shè)的刻劃槽的一部分?？虅澆蹫橛杉す饪虅澠鞫纬?，刻劃槽的形狀為通過(guò)控制激光刻劃器而調(diào)整。例如，缺口部(113a)等的深度與第III族氮化物半導(dǎo)體激光元件(11)的厚度之比為0.05以上0.4以下，缺口部(113a)的端部的側(cè)壁面的傾斜度為45度以上85度以下，缺口部(113b)的端部的側(cè)壁面的傾斜度為10度以上30度以下。
文檔編號(hào)H01S5/343GK102763293SQ20108000549
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者上野昌紀(jì), 善積祐介, 池上隆俊, 片山浩二, 高木慎平 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社