半導(dǎo)體發(fā)光元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，具備：基板(10)；形成在基板上的第一包覆層(11)；形成在第一包覆層上的第一引導(dǎo)層(12)；形成在第一引導(dǎo)層上的活性層(13)；形成在活性層上的第二引導(dǎo)層(14)；形成在第二引導(dǎo)層上的接觸層(16)；形成在接觸層上的由導(dǎo)電性金屬氧化物構(gòu)成的包覆電極(22)；和與包覆電極電連接的焊盤電極(23)，該半導(dǎo)體發(fā)光元件具有包含接觸層的臺面型構(gòu)造(20)。包覆電極的寬度比臺面型構(gòu)造的寬度大。包覆電極覆蓋臺面型構(gòu)造的上表面以及側(cè)面并且與接觸層電連接。
【專利說明】半導(dǎo)體發(fā)光元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輸出藍(lán)紫色?紅色的可見范圍的光的半導(dǎo)體激光器(LD)以及超輻射發(fā)光二極管(SLD)等半導(dǎo)體發(fā)光元件。
【背景技術(shù)】
[0002]參照圖22對專利文獻I中記載的現(xiàn)有的半導(dǎo)體發(fā)光元件進行說明。圖22是表示現(xiàn)有的半導(dǎo)體發(fā)光元件(激光二極管構(gòu)造100)的構(gòu)造的立體圖。
[0003]如圖22所示，在藍(lán)寶石基板等的基板101上，依次形成有η型接觸層110、η型下部包覆層(n-type lower cladding layer) 130、n型下部波導(dǎo)層(n-type lower waveguidelayer) 140、多重量子講(MQff)區(qū)域 150、p 型限制層(p-type confinement layer) 160 以及P型上部波導(dǎo)層170。
[0004]上部包覆層180形成在P型上部波導(dǎo)層170中的位于MQW區(qū)域150的活性區(qū)域155的上方的部分上。絕緣層185形成為夾在上部包覆層180兩側(cè)而相對。
[0005]由金屬構(gòu)成的P電極190形成在上部包覆層180上以及絕緣層185上。另一方面，由金屬構(gòu)成的η電極120形成在η型接觸層110的露出區(qū)域上。
[0006]作為上部包覆層180的材料，不使用半導(dǎo)體，而使用透明電極材料(例如導(dǎo)電性金屬氧化物)。具體來說，通過使用ITO (Indium Tin Oxide,氧化銦錫)，能夠使上部包覆層180同時具有包覆層的功能以及P型電極的功能。
[0007]根據(jù)上述構(gòu)成，提供一種進行維持高光限制系數(shù)，并且使串聯(lián)電阻大幅降低的單模式動作的激光二極管。
[0008]作為在半導(dǎo)體發(fā)光元件中應(yīng)用了透明電極材料的技術(shù)，除了專利文獻I中記載的技術(shù)之外，還有專利文獻2以及專利文獻3中記載的技術(shù)。在專利文獻2中記載的技術(shù)中，采用由ITO構(gòu)成的包覆層電極。在專利文獻3中記載的技術(shù)中，采用由ITO構(gòu)成的上部透明電極膜。
[0009]在先技術(shù)文獻
[0010]專利文獻
[0011]專利文獻I JP特開2004-289157號公報
[0012]專利文獻2 JP特開2006-41491號公報
[0013]專利文獻3 JP特開201021271號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明要解決的課題
[0015]本申請
【發(fā)明者】進行研究后的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了在現(xiàn)有的半導(dǎo)體發(fā)光元件中，存在以下所示的問題。
[0016]在現(xiàn)有的半導(dǎo)體發(fā)光元件中，作為透明電極材料，采用當(dāng)前特性最穩(wěn)定的ΙΤ0。但是，現(xiàn)有的半導(dǎo)體發(fā)光元件，不具有臺面型的光波導(dǎo)構(gòu)造，因此橫向的光限制較弱，存在引起閾值電流的增大的問題。
[0017]鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于，實現(xiàn)抑制了閾值電流的增大的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
[0018]解決課題的手段
[0019]本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件具備:基板；形成在基板上的第一包覆層；形成在第一包覆層上的第一引導(dǎo)層；形成在第一引導(dǎo)層上的活性層；形成在活性層上的第二引導(dǎo)層；形成在第二引導(dǎo)層上的接觸層；形成在接觸層上的由導(dǎo)電性金屬氧化物構(gòu)成的包覆電極；和與包覆電極電連接的焊盤電極，所述半導(dǎo)體發(fā)光元件具有包含接觸層的條狀的臺面型構(gòu)造，包覆電極的寬度比臺面型構(gòu)造的寬度大，包覆電極覆蓋臺面型構(gòu)造的上表面以及側(cè)面，并且與接觸層電連接。
[0020]發(fā)明效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件，能夠?qū)崿F(xiàn)抑制了閾值電流的增大的高效率的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是表示實施方式I所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造的俯視圖，具體來說，是從焊盤電極側(cè)來觀察的俯視圖。
[0023]圖2是表示實施方式I所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造的剖面圖，具體來說，是沿著圖1所示的I1-1I線的剖面圖。
[0024]圖3是表示實施方式I所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造的剖面圖，具體來說，是沿著圖1所示的II1-1II線的剖面圖。
[0025]圖4是示意性地示出實施方式I所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的動作的圖。
[0026]圖5(a)?圖5(e)是表示實施方式I所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的剖面圖。
[0027]圖6(a)?圖6(d)是表示實施方式I所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的剖面圖。
[0028]圖7是表示實施方式I的變形例所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造的剖面圖。
[0029]圖8 (a)?圖8(c)是表示半導(dǎo)體發(fā)光元件的一部分，具體來說，是表示前方端面的附近部分的構(gòu)造的剖面圖，圖8(a)、圖8(b)以及圖8 (C)分別是表示比較例的半導(dǎo)體發(fā)光元件、實施方式I所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件、以及實施方式I的變形例所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的一部分的構(gòu)造的剖面圖。
[0030]圖9是表示實施方式2所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造的剖面圖。
[0031]圖10(a)?圖10(e)是表示實施方式2所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的剖面圖。
[0032]圖11 (a)?圖11 (d)是表示實施方式2所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的剖面圖。
[0033]圖12是表示實施方式3所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造的剖面圖。
[0034]圖13(a)?圖13(e)是表示實施方式3所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的剖面圖。[0035]圖14(a)?圖14(d)是表示實施方式3所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的剖面圖。
[0036]圖15是表示實施方式4所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造的剖面圖。
[0037]圖16(a)?圖16(e)是表示實施方式4所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的剖面圖。
[0038]圖17(a)?圖17(d)是表示實施方式4所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的剖面圖。
[0039]圖18是表示實施方式5所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造的剖面圖。
[0040]圖19(a)?圖19(e)是表示實施方式5所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的剖面圖。
[0041]圖20 (a)?圖20(d)是表示實施方式5所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的剖面圖。
[0042]圖21是表示實施方式6所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造的剖面圖。
[0043]圖22是表示現(xiàn)有的半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造的立體圖。
[0044]圖23是表示比較例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造的剖面圖。
[0045]圖24(a)?圖24(e)是表示比較例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的剖面圖。
[0046]圖25(a)?圖25(d)是表示比較例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的剖面圖。
【具體實施方式】
[0047]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。另外，以下所示的實施方式I及其變形例以及實施方式2?6分別是一例，本發(fā)明不限定于以下所示的實施方式I及其變形例以及實施方式2?6。
[0048](實施方式I)
[0049]以下，參照圖1?圖3對本發(fā)明的實施方式I所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件進行說明。圖1是表示本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造的俯視圖，具體來說，是從焊盤電極側(cè)來觀察的俯視圖。圖2是表示本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造的剖面圖，具體來說，是沿著圖1所示的I1-1I線的剖面圖。圖3是表示本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造的剖面圖，具體來說，是沿著圖1所示的II1-1II線的剖面圖。
[0050]本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件，具備:基板10 ;n型包覆層(第一包覆層)11 ;11型引導(dǎo)層(第一引導(dǎo)層)12;活性層13 ;p型引導(dǎo)層(第二引導(dǎo)層)14;接觸層16;包覆電極22 ;和焊盤電極23。
[0051]本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件具有至少包含接觸層16的條狀的臺面型構(gòu)造20。
[0052]η型包覆層11形成在基板10上。η型引導(dǎo)層12形成在η型包覆層11上。活性層13形成在η型引導(dǎo)層12上。P型引導(dǎo)層14形成在活性層13上。接觸層16形成在ρ型引導(dǎo)層14上。包覆電極22形成在接觸層16上，與接觸層16電連接。焊盤電極23形成在包覆電極22上，與包覆電極22電連接。另外，在本說明書中，“形成在層(基板)上”，包括與層(基板)相接地形成在層(基板)上的情況、和隔著其他層而形成在層(基板)上的情況這兩者。[0053]包覆電極22由導(dǎo)電性金屬氧化物構(gòu)成。包覆電極22的寬度We比臺面型構(gòu)造20的寬度Ws大。包覆電極22覆蓋臺面型構(gòu)造20的上表面以及側(cè)面。
[0054]通過采用這種構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)抑制了閾值電流的增大的高效率的半導(dǎo)體發(fā)光元件。具體來說，如圖3所示，通過使由導(dǎo)電性金屬氧化物構(gòu)成的包覆電極22的寬度We比臺面型構(gòu)造20的寬度Ws大,能夠穩(wěn)定地制作對稱性高的光限制構(gòu)造。結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)抑制了閾值電流的增大的高效率的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
[0055]另外，通過將包覆電極22的膜厚設(shè)為500nm以上，能夠更可靠地獲得該效果。
[0056]以下，對本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的更具體的構(gòu)造進行說明。
[0057]本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件是輸出波長為400nm?450nm程度的藍(lán)色光的半導(dǎo)體激光器。
[0058]本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件，還具備在ρ型引導(dǎo)層14和接觸層16之間形成的P型包覆層(第二包覆層)15。P型包覆層15具有凸部15a。
[0059]臺面型構(gòu)造20具有ρ型包覆層15的凸部15a、和形成在凸部15a上的接觸層16。臺面型構(gòu)造20中的上表面與下表面之間的級差d，優(yōu)選為IOnm以上且200nm以下。本實施方式中的臺面型構(gòu)造20的上表面由接觸層16的上表面規(guī)定，臺面型構(gòu)造20的下表面由ρ型包覆層(第二包覆層)15中的未形成凸部15a的區(qū)域的上表面規(guī)定。
[0060]本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件具有半導(dǎo)體層疊體，該半導(dǎo)體層疊體在η型基板10上依次形成了 η型緩沖層(省略圖示)、η型包覆層11、η型引導(dǎo)層12、活性層13、P型引導(dǎo)層14、P型包覆層15以及P型接觸層16。
[0061]另外，η型基板10是基板的一例，η型包覆層11是第一包覆層的一例，η型引導(dǎo)層12是第一引導(dǎo)層的一例，P型引導(dǎo)層14是第二引導(dǎo)層的一例，ρ型包覆層15是第二包覆層的一例，P型接觸層16是接觸層的一例。
[0062]雖然緩沖層的形成并非必須，但通過緩沖層的形成，能夠提高半導(dǎo)體層疊體的結(jié)晶性。構(gòu)成半導(dǎo)體層疊體的各層，不需要一定是由一種成分構(gòu)成的單一層，也可以是成分不同的多個層。
[0063]包覆電極22由例如ITO構(gòu)成，發(fā)揮包覆層和ρ型電極的功能。通過臺面型構(gòu)造20與包覆電極22之間的折射率差來實現(xiàn)橫向的光限制。
[0064]由ITO構(gòu)成的包覆電極22是包覆電極的一例。包覆電極22由具有導(dǎo)電性并且相對于來自活性層13的發(fā)光為透明的材料構(gòu)成?！巴该鳌笔侵竵碜曰钚詫?3的發(fā)光的吸收量少。作為這種材料的一例，有導(dǎo)電性金屬氧化物。ITO是導(dǎo)電性金屬氧化物的一例，作為其他例，有 ZnO、AZO (摻雜了 Al 的 ZnO)、GZO (摻雜了 Ga 的 ZnO)、IZO (摻雜了 In 的 ZnO)、FTO(摻雜了 F的SnO2)以及ATO(摻雜了 Sb的SnO2)等。
[0065]包覆電極22不僅形成在接觸層16上,而且還形成在ρ型包覆層15上。包覆電極22不僅覆蓋臺面型構(gòu)造20的上表面以及側(cè)面，而且還覆蓋ρ型包覆層15中的位于臺面型構(gòu)造20的側(cè)方的側(cè)方部分的上表面。
[0066]包覆電極22與臺面型構(gòu)造20歐姆接觸。另一方面，包覆電極22與ρ型包覆層15中的位于臺面型構(gòu)造20的側(cè)方的側(cè)方部分進行肖特基接觸(參照圖3的高電阻面15s)。因此，實質(zhì)上，電流僅流過臺面型構(gòu)造20。通過采用這種構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)降低了動作電壓的高效率的半導(dǎo)體發(fā)光元件。[0067]焊盤電極23含有金(Au)。含有Au的焊盤電極23是焊盤電極的一例。焊盤電極23由例如鈦(Ti)/鉬(Pt)/金(Au)構(gòu)成?！癟i/Pt/Au”是指依次形成了 Ti層、Pt層以及Au層。焊盤電極除此以外也可以由例如鈦(Ti)/金(Au)或鎳(Ni)/金(Au)構(gòu)成。為了布線的引線接合，焊盤電極23的最上層優(yōu)選為Au層。
[0068]在ρ型包覆層15中的位于包覆電極22的側(cè)方的部分上，為了表面保護，優(yōu)選形成由SiO2構(gòu)成的絕緣膜21。在此情況下，焊盤電極23不僅形成在包覆電極22上，而且還形成在絕緣膜21上，因此焊盤電極23的寬度比包覆電極22的寬度We大。
[0069]優(yōu)選在基板10中的與形成了 η型包覆層11的面相反側(cè)的面(背面)上形成η電極24。
[0070]本實施方式的臺面型構(gòu)造20是直線波導(dǎo)。優(yōu)選在光射出的前方端面(射出端面)上形成由電介質(zhì)單層膜或電介質(zhì)多層膜構(gòu)成的前方端面涂層(front facet coat)25。另一方面，優(yōu)選在后方端面上形成由電介質(zhì)多層膜構(gòu)成的后方端面涂層26。
[0071]另外，圖1?圖3所示的c、a以及m表示六方晶GaN系結(jié)晶的面方位。具體來說，c表示面方位為(0001)面的法線向量、即c軸。a表示面方位為(11-20)面和其等價面的法線向量、即a軸。m表示面方位為(1-100)面和其等價面的法線向量、即m軸。在本說明書中，對面方位中的密勒指數(shù)附加的負(fù)號方便地表示了跟在該負(fù)號后面的一個指數(shù)的翻轉(zhuǎn)。
[0072]在本實施方式中，具體舉例說明了基板10的主面的面方位是(0001)，前方端面以及后方端面的面方位是(1-100)，基板10的主面、前方端面以及后方端面的面方位是最一般的面方位的情況，但本發(fā)明不限定于此，可以為任何面方位。
[0073](制造方法)
[0074]以下，參照圖5(a)?圖5(e)以及圖6(a)?圖6 (d)，對本發(fā)明的實施方式I所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法進行說明。圖5(a)?圖6(d)是表示本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的剖面圖。
[0075]-結(jié)晶生長工序_
[0076]首先，如圖5(a)所示，例如，通過有機金屬氣相生長(Metalorganic ChemicalVapor Deposition:M0CVD)法，在載流子濃度為I X IO18CnT3程度的由η型六方晶GaN構(gòu)成的基板10的主面上，依次生長厚度為I μ m的由η型GaN構(gòu)成的η型緩沖層(省略圖示)，以及厚度為2μπι的由η型AlaCl5Gaa95N構(gòu)成的η型包覆層11。基板10的主面的面方位是
(0001)面。
[0077]接下來，在η型包覆層11上，依次生長厚度為0.10 μ m的由η型GaN構(gòu)成的η型弓丨導(dǎo)層12、和將由Inaci2Gaci 98N構(gòu)成的阻擋層以及由Ina 16Gaa84N構(gòu)成的量子阱層重復(fù)3個周期而成的量子阱(MQW)活性層13。
[0078]接下來，在活性層13上生長厚度為0.05 μ m的由ρ型GaN構(gòu)成的ρ型引導(dǎo)層14。接下來，在P型引導(dǎo)層14上，依次生長將厚度為1.5nm的ρ型AlaitlGaa9tlN層以及厚度為
1.5nm的GaN層重復(fù)50個周期而成的ρ型包覆層15、和厚度為0.05 μ m的由ρ型GaN構(gòu)成的P型接觸層16。ρ型包覆層15是厚度為0.15 μ m的應(yīng)變超晶格層(strained superlatticelayer)。
[0079]由此，形成半導(dǎo)體層疊體，該半導(dǎo)體層疊體在基板10上，依次形成了 η型緩沖層、η型包覆層ll、n型引導(dǎo)層12、活性層13、p型引導(dǎo)層14、p型包覆層15以及ρ型接觸層16。
[0080]在η型半導(dǎo)體層(具體來說，η型緩沖層、η型包覆層11以及η型引導(dǎo)層12)的各層中，硅(Si)作為施主雜質(zhì)被摻雜至5Χ IO17CnT3?IOX IO17CnT3程度的濃度。在ρ型接觸層16以外的ρ型半導(dǎo)體層(具體來說，P型引導(dǎo)層14、以及ρ型包覆層15的ρ型AlaitlGaa9tlN層)的各層中，鎂(Mg)作為受主雜質(zhì)被摻雜至I X IO19CnT3程度的濃度。在ρ型接觸層16中Mg被摻雜至I X IO20Cm-3程度的高濃度。
[0081]另外，在本實施方式中，作為形成半導(dǎo)體層疊體時的結(jié)晶生長法，具體舉例說明了采用MOCVD法的情況，但本發(fā)明不限定于此。例如，作為結(jié)晶生長法，也可以采用分子束生長(Molecular Beam Epitaxy:MBE)法或化學(xué)束生長(Chemical Beam Epitaxy:CBE)法等、GaN系半導(dǎo)體層能夠生長的方法。
[0082]在如本實施方式這樣采用MOCVD法來形成半導(dǎo)體層疊體的情況下，例如，采用三甲基鎵(TMG)作為Ga原料，采用三甲基銦(TMI)作為In原料以及采用三甲基鋁(TMA)作為Al原料，采用氨(NH3)作為N原料即可。采用硅烷(SiH4)氣體作為η型雜質(zhì)即Si原料，采用二茂鎂(Cp2Mg)作為ρ型雜質(zhì)即Mg原料即可。
[0083]-臺面型構(gòu)造形成工序-
[0084]接著，通過CVD法在基板10上的整面堆積厚度為200nm的SiO2膜。然后，在氮(N2)氣氛的850°C的溫度下實施20分鐘的熱處理。由此，將在ρ型半導(dǎo)體層中摻雜的Mg活性化。然后，通過光刻法(lithography)以及RIE (Reactive 1n Etching,反應(yīng)離子刻蝕)等干蝕法，如圖5(b)所示，在接觸層16中的臺面型構(gòu)造(參照圖5(c)的20)的形成區(qū)域上，形成由SiO2構(gòu)成的掩膜70。
[0085]然后，利用掩膜70，進行采用了氯(Cl2)氣、四氯化硅(SiCl4)氣體以及三氯化硼(BCl3)氣體等氯系氣體的ICP(Inductively Coupled Plasma,感應(yīng)稱合等離子體)干蝕刻。由此，如圖5(c)所示，形成具有ρ型包覆層15的凸部15a和接觸層16的臺面型構(gòu)造20。
[0086]此時，由于干蝕的破壞或去氮(N)，從而由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的ρ型包覆層15中的位于臺面型構(gòu)造20的側(cè)方的側(cè)方部分的上部被η型化，因此形成與ρ型包覆層15的導(dǎo)電型相反的導(dǎo)電型(即，η型)的表面層(省略圖示)。
[0087]進而，此時，ρ型包覆層15中的位于臺面型構(gòu)造20的側(cè)方的側(cè)方部分的上表面被暴露于氯系等離子，因此成為高電阻面15s。
[0088]蝕刻深度是例如0.15 μ m。“蝕刻深度”是指從臺面型構(gòu)造20的上表面(接觸層16的上表面)到臺面型構(gòu)造20的下表面(ρ型包覆層15的凸部15a的下表面)為止的距離。臺面型構(gòu)造20的寬度是例如1.5 μ m。
[0089]然后，通過利用了氫氟酸緩沖液(BHF)的氫氟酸處理，來去除掩膜70。
[0090]-絕緣膜以及包覆電極形成工序-
[0091]接著，如圖5(d)所示，通過CVD法，在基板10上的整面堆積厚度為300nm的由SiO2構(gòu)成的絕緣膜21。然后，在絕緣膜21上利用光刻法，形成具有開口部的抗蝕層(resist)71。
[0092]然后，將抗蝕層71作為掩膜，進行利用了氫氟酸緩沖液的濕蝕刻。由此，如圖6 (a)所示，在絕緣膜21形成將臺面型構(gòu)造20的整體露出的開口部。絕緣膜21的開口部的開口寬度是例如5μηι。然后,通過有機清洗來去除抗蝕層71。
[0093]然后，如圖6(b)所示，通過電子束蒸鍍法，在絕緣膜21的開口部形成由ITO構(gòu)成的包覆電極22。包覆電極22的膜厚是例如200nm。然后，在氧(O2)氣氛中實施600°C的熱處理。由此，能夠得到5X 10_4Qcm2以下的良好的接觸電阻。
[0094]-焊盤電極形成工序-
[0095]接著，如圖6(c)所示，通過光刻法以及電子束蒸鍍法，在包覆電極22以及絕緣膜21上，按照與包覆電極22電連接的方式形成由Ti/Pt/Au構(gòu)成的焊盤電極23。Ti層、Pt層以及Au層的厚度分別是例如50nm、50nm以及500nm。
[0096]另外，基板10是晶片的狀態(tài)，多個半導(dǎo)體發(fā)光元件在基板10的主面上形成為矩陣狀。因此，處于晶片狀態(tài)的基板10，在后面的工序中，按照每個半導(dǎo)體發(fā)光元件而被分割(參照后述的分裂及組裝工序)。
[0097]若焊盤電極23在相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光元件彼此之間連續(xù)地形成，則在進行分割時，與焊盤電極23密接的包覆電極22有可能從接觸層16剝離。因此，焊盤電極23優(yōu)選在相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光元件彼此之間分離地形成。
[0098]若通過利用電解電鍍法等，將焊盤電極23的上層即Au層的厚度設(shè)為3μπι以上，則能夠高效地對來自活性層13的發(fā)熱進行散熱。通過厚度為3μπι以上的由Au構(gòu)成的電鍍電極，能夠提高半導(dǎo)體發(fā)光元件的可靠性。
[0099]-η電極形成工序-
[0100]接著，如圖6(d)所示，對基板10的背面(與形成了 η型包覆層11的面相反側(cè)的面)側(cè)的部分進行研磨。由此，使基板10的厚度成為例如100 μ mo另外，作為基板10的研磨方法，采用利用了鉆石衆(zhòng)(diamond slurry)以及膠體二氧化娃(colloidal)等研磨劑的機械研磨法、或采用利用了例如氫氧化鉀(KOH)溶液等堿性溶液的化學(xué)機械研磨法即可。
[0101]然后，在基板10的背面上形成由Ti/Pt/Au構(gòu)成的η電極24。Ti層、Pt層以及Au層的厚度分別是例如10nm、50nm以及l(fā)OOnm。根據(jù)該構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)I X 10_4 Ω cm2程度的良好的接觸電阻。
[0102]作為后續(xù)工序即分裂及組裝工序中的識別圖案，優(yōu)選通過光刻法以及濕蝕法，在焊盤電極23的上層即Au層形成圖案，從而形成電極圖案?；蛘撸ㄟ^光刻法以及蒸鍍剝離法(deposition lift-off),來形成電極圖案。
[0103]-分裂及組裝工序-
[0104]接著，沿著第一切斷線進行切斷，進行處于晶片狀態(tài)的基板10的一次分裂。由此，形成前方端面以及后方端面。第一切斷線是沿著與共振器的長邊方向垂直的方向的切斷線。也可以在進行一次分裂之前，通過利用了鉆石針或激光的劃線，在第一切斷線上形成槽，由此將槽作為一次分裂的輔助槽來使用。槽可以僅形成在第一切斷線的端部，也可以虛線狀地形成在相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光元件彼此之間。
[0105]然后，通過CVD法或濺射法等，在后方端面上，形成反射率為90%以上的由電介質(zhì)多層膜構(gòu)成的后方端面涂層(參照圖1以及圖2的26)。然后，通過CVD法或濺射法等，在前方端面上，形成反射率為幾％?幾十％的由電介質(zhì)單層膜或電介質(zhì)多層膜構(gòu)成的前方端面涂層(參照圖1以及圖2的25)。
[0106]然后，在通過利用了鉆石針或激光的劃線，在第二切斷線上形成了輔助槽之后，進行基板10的二次分裂。第二切斷線是沿著與共振器的長邊方向平行的方向延伸的切斷線。
[0107]由此，將處于晶片狀態(tài)的基板10按照每個半導(dǎo)體發(fā)光元件進行分割。[0108]通過以上方式，能夠制造本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
[0109]本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件(例如半導(dǎo)體激光器)，在安裝于CAN封裝體等希望的封裝體之后，被引線。
[0110](功能以及效果)
[0111]以下，參照圖4對本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的功能以及效果進行說明。圖4是示意性地表示本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的動作的圖。
[0112]如圖4所示，通過使由導(dǎo)電性金屬氧化物構(gòu)成的包覆電極22的寬度(參照圖3的We)比臺面型構(gòu)造20的寬度(參照圖3的Ws)大，從而能夠穩(wěn)定地制作對稱性高的光限制構(gòu)造。結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)抑制了閾值電流的增大的高效率的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
[0113]在本實施方式中，不僅在臺面型構(gòu)造20的上表面以及側(cè)面上形成包覆電極22，而且在P型包覆層15中的位于臺面型構(gòu)造20的側(cè)方的側(cè)方部分(以下，有時簡稱為“P型包覆層15的側(cè)方部分”)的上表面上也形成包覆電極22。因此，本申請
【發(fā)明者】考慮到，若在ρ型包覆層15的側(cè)方部分流過電流，則可能引起效率的下降。
[0114]但是，實際上，本申請
【發(fā)明者】發(fā)現(xiàn)電流幾乎不流過ρ型包覆層15的側(cè)方部分?？梢哉J(rèn)為其理由如下。
[0115]第1，在ICP干蝕(參照圖5 (C))時，由于干蝕的破壞或去氮，從而由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的P型包覆層15的側(cè)方部分的上部被η型化，因此形成與ρ型包覆層15的導(dǎo)電型相反的導(dǎo)電型(即，η型)的表面層(省略圖示)。
[0116]第2，在利用了氯系氣體的ICP干蝕時，ρ型包覆層15的側(cè)方部分的上表面被暴露于氯系等離子，因此成為高電阻面15s。因此，ρ型包覆層15的側(cè)方部分與包覆電極22進行肖特基接觸。
[0117]因此，電流向圖4所示的電流方向50流過。即，如圖4所示，電流從焊盤電極23通過接觸層16以及接觸層16的正下方的ρ型包覆層15，流向活性層13。這樣，電流幾乎不流過P型包覆層15的側(cè)方部分。
[0118]在本實施方式中，由于電流幾乎不流過P型包覆層15的側(cè)方部分，因此光波導(dǎo)的光分布60和發(fā)光部在空間上幾乎不偏離，大體重疊，因而不會引起效率的下降。
[0119]為了對光分布的對稱性不產(chǎn)生影響，包覆電極22的寬度優(yōu)選充分大于光分布的寬度。光分布的計算以及發(fā)光的NFP(Near Field Pattern:近視野像)的測定的結(jié)果,判明了若包覆電極22的側(cè)面從臺面型構(gòu)造20的側(cè)面離開了 0.5μπι以上，則幾乎不對光分布的對稱性產(chǎn)生影響。包覆電極22的寬度，若為“臺面型構(gòu)造的寬度”+ “光分布向臺面型構(gòu)造外的擴展寬度Χ2”以上，則幾乎不對光分布的對稱性產(chǎn)生影響。在本實施方式中，由于將臺面型構(gòu)造20的寬度設(shè)為1.5 μ m,因此包覆電極22的寬度為2.5 μ m以上即可,但考慮到制作的容易度以及設(shè)計的容限，將包覆電極22的寬度(絕緣膜21的開口部的開口寬度)設(shè)為5 μ m。
[0120]在本實施方式中，將臺面型構(gòu)造20中的上表面與下表面之間的級差(參照圖3的d，蝕刻深度)設(shè)為0.15ym(150nm)，但也可以為此外的級差。臺面型構(gòu)造20中的上表面與下表面之間的級差，優(yōu)選為IOnm以上且200nm以下。另外，本實施方式中的臺面型構(gòu)造20的上表面由接觸層16的上表面規(guī)定，臺面型構(gòu)造20的下表面由ρ型包覆層(第二包覆層)15中的沒有形成凸部15a的區(qū)域的上表面規(guī)定。[0121]如比較例所示(參照后述的圖8(a))，在采用了由金屬構(gòu)成的ρ型電極的情況下，若不將臺面型構(gòu)造中的上表面與下表面之間的級差設(shè)為0.4 μ m(400nm)以上，則存在ρ型電極對光的吸收，因此特性惡化。但是，如本實施方式這樣，在采用由透明的導(dǎo)電性金屬氧化物構(gòu)成的包覆電極22作為ρ型電極的情況下，由于沒有吸收光，因此能夠使P型包覆層15的厚度變薄。
[0122]若將臺面型構(gòu)造20中的上表面與下表面之間的級差設(shè)為200nm以下，則與比較例相比，P型包覆層15的厚度成為一半以下，因此能夠降低動作電壓。另一方面，本申請
【發(fā)明者】確認(rèn)了若臺面型構(gòu)造20中的上表面與下表面之間的級差為IOnm以上，則充分具有增強橫向的光限制的效果。因此，臺面型構(gòu)造20中的上表面與下表面之間的級差，優(yōu)選為IOnm以上且200nm以下。
[0123]由導(dǎo)電性金屬氧化物構(gòu)成的包覆電極22，通過覆蓋上表面與下表面之間的級差為IOnm以上且200nm以下的薄臺面型構(gòu)造20的上表面以及側(cè)面，從而能夠增強橫向的光限制，抑制閾值電流的增大，并且能夠?qū)崿F(xiàn)低動作電壓。
[0124]接著，對成品率提高效果進行說明。
[0125]作為比較例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造，試制了僅在臺面型構(gòu)造的上表面上形成包覆電極的構(gòu)造，即，使包覆電極的寬度與臺面型構(gòu)造的寬度相同的構(gòu)造。結(jié)果，判明了:本實施方式與比較例相比，能夠以高成品率制作高精度且穩(wěn)定的構(gòu)造的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
[0126]比較例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的成品率低的理由如下。圖23是表示比較例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造的剖面圖。圖24(a)?圖24(e)以及圖25(a)?圖25(d)是表示比較例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的剖面圖。在臺面型構(gòu)造20(參照圖24(c))形成后，如圖24(d)所示，在基板10上的整面形成絕緣膜21。然后，在絕緣膜21上采用利用了抗蝕層和掩膜的光刻法，形成具有開口部的抗蝕層71。在抗蝕層形成開口部時，試著按照抗蝕層的開口部的開口面與臺面型構(gòu)造20的上表面對準(zhǔn)的方式形成抗蝕層的開口部。但是，抗蝕層的開口部的精度依賴于掩膜的位置對準(zhǔn)的精度，在利用了 g線或i線步進曝光機的情況下，如圖24 (e)所示，在臺面型構(gòu)造20的上表面與抗蝕層71的開口部的開口面之間，產(chǎn)生最大
0.Ιμπι?0.2μηι程度的偏差。因此,如圖25(a)所示,無法使臺面型構(gòu)造20的上表面的全部從絕緣膜21的開口部露出，僅臺面型構(gòu)造20的上表面的一部分從絕緣膜21的開口部露出。因此，如圖25(b)所示,無法在臺面型構(gòu)造20的整個上表面上形成包覆電極22,包覆電極22偏離臺面型構(gòu)造20的正上方而形成。因此，焊盤電極23的一部分與光的分布重疊，產(chǎn)生對光的吸收，效率下降。因此，比較例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的成品率低。
[0127]與此相對，在本實施方式中，使由導(dǎo)電性金屬氧化物構(gòu)成的包覆電極22的寬度比臺面型構(gòu)造20的寬度大，因此不易發(fā)生比較例那樣的偏離(具體來說，包覆電極22從臺面型構(gòu)造20的正上方的偏離)，能夠以高成品率制作高精度且穩(wěn)定的構(gòu)造的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
[0128]作為消除包覆電極22從臺面型構(gòu)造20的正上方偏離的方法，可以考慮兩種方法。
[0129]一種方法是被稱作抗回蝕(resist etch-back)的方法。該方法是通過覆蓋臺面型構(gòu)造、并且將平坦地涂敷的抗蝕層均勻地削去，從而僅使臺面型構(gòu)造的上表面露出的方法。在該方法的情況下，為了僅使臺面型構(gòu)造的上表面露出，臺面型構(gòu)造中的上表面與下表面之間需要某種程度的級差。本申請
【發(fā)明者】的研究結(jié)果，明確了:在臺面型構(gòu)造中的上表面與下表面之間的級差為IOnm以上且200nm以下的情況下，無法僅使臺面型構(gòu)造的上表面露
出，無法應(yīng)用該方法。
[0130]另一種方法是將包覆電極自身作為掩膜，通過干蝕法，自我匹配地形成臺面型構(gòu)造的方法。在該方法的情況下，由于將包覆電極自身作為掩膜，因此在干蝕時，有可能僅包覆電極的端部被削去，或者有可能由于干蝕的破壞而接觸電阻增大。因此，本申請
【發(fā)明者】的研究結(jié)果，明確了:臺面型構(gòu)造內(nèi)的電流注入變得不均勻，特性發(fā)生惡化。
[0131]根據(jù)以上可知，通過像本實施方式這樣使包覆電極22的寬度比臺面型構(gòu)造20的寬度大，能夠簡便地制作高精度且穩(wěn)定的構(gòu)造的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
[0132]如以上說明的那樣，根據(jù)本實施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)抑制了閾值電流的增大的高效率的半導(dǎo)體發(fā)光元件。進而，能夠在抑制閾值電流的增大的同時，實現(xiàn)低動作電壓。進而，能夠以高成品率簡便地制作高精度且穩(wěn)定的構(gòu)造的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
[0133]另外，在本實施方式中，具體舉例說明了半導(dǎo)體發(fā)光元件為半導(dǎo)體激光器的情況，但在半導(dǎo)體發(fā)光元件為超輻射發(fā)光二極管(SLD)的情況下，也能夠獲得與本實施方式同樣的效果。尤其是，因為SLD是光限制越強則特性提高越大，因此本實施方式的構(gòu)造是合適的。
[0134](實施方式I的變形例)
[0135]以下，參照圖7對本發(fā)明的實施方式I的變形例所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件進行說明。圖7是表示本變形例所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造的剖面圖。
[0136]如圖7所示，也可以省略ρ型包覆層(參照圖3的15)。在此情況下，P型引導(dǎo)層14具有凸部14a。臺面型構(gòu)造20X具有ρ型引導(dǎo)層14的凸部14a、和形成在凸部14a上的接觸層16。
[0137]ρ型引導(dǎo)層14中的位于臺面型構(gòu)造20X的側(cè)方的部分的上表面是高電阻面14s。
[0138]臺面型構(gòu)造20X中的上表面與下表面之間的級差d優(yōu)選為IOnm以上且不到50nm。另外，本實施方式中的臺面型構(gòu)造20X的上表面由接觸層16的上表面規(guī)定，臺面型構(gòu)造20的下表面由P型引導(dǎo)層14中的沒有形成凸部14a的區(qū)域的上表面規(guī)定。若臺面型構(gòu)造20X中的上表面與下表面之間的級差成為50nm以上，則光的分布被吸引到臺面型構(gòu)造20X的上部，因此光的分布與發(fā)光部在空間上偏離，因而引起效率的下降。
[0139]根據(jù)本變形例，能夠獲得與實施方式I同樣的效果。進而，通過使用由導(dǎo)電性金屬氧化物構(gòu)成的包覆電極22，能夠省略ρ型包覆層。通過省略電阻高的P型包覆層，能夠?qū)崿F(xiàn)更低的動作電壓。進而，通過省略P型包覆層，能夠使臺面型構(gòu)造20X中的上表面與下表面之間的級差更薄。
[0140]以下，參照圖8(a)?圖8(c)對其他效果進行說明。圖8 (a)?圖8(c)是表示半導(dǎo)體發(fā)光元件的一部分，具體來說，是表示前方端面的附近部分的構(gòu)造的剖面圖，是與臺面型構(gòu)造延伸的方向平行的方向的剖面圖。圖8(a)、圖8(b)以及圖8(c)分別是表示比較例的半導(dǎo)體發(fā)光元件、實施方式I所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件、以及實施方式I的變形例所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的一部分的構(gòu)造的剖面圖。
[0141]比較例的半導(dǎo)體發(fā)光元件，如圖8(a)所示，是取代實施方式I的由導(dǎo)電性金屬氧化物構(gòu)成的包覆電極(參照圖8(b)的22)，而采用了由金屬構(gòu)成的ρ型電極22a的半導(dǎo)體發(fā)光元件。[0142]如圖8(a)?圖8(c)所示，非注入部的非注入寬度80是例如5 μ m。該非注入部是用于抑制電流、發(fā)光以及非發(fā)光所引起的端面的發(fā)熱的部分，通過非注入部，能夠獲得最大光輸出的增大以及可靠性的提高這樣的效果。
[0143]但是，在比較例中，由于P型包覆層15的厚度厚，因此從P型電極22a與接觸層16之間的界面到活性層13為止的距離長。因此，由于從界面到活性層13之間的電流的擴散，有效的非注入寬度81a變窄。
[0144]與此相對，在實施方式I中，由于P型包覆層15的厚度薄，因此從包覆電極22與接觸層16之間的界面到活性層13為止的距離短。因此，能夠抑制從界面到活性層13之間的電流的擴散，因此能夠增大有效的非注入寬度81b。因此，能夠很大程度獲得最大光輸出的增大以及可靠性的提高這樣的效果。
[0145]在實施方式I的變形例中，由于省略P型包覆層(參照圖8(b)的15)，所以從包覆電極22與接觸層16之間的界面到活性層13為止的距離更短。因此，由于能夠進一步抑制從界面到活性層13之間的電流的擴散，從而能夠進一步增大有效的非注入寬度81c。因此，能夠更大程度地獲得最大光輸出的增大以及可靠性的提高這樣的效果。
[0146](實施方式2)
[0147]以下，參照圖9、圖10(a)?圖10(e)以及圖11 (a)?圖11 (d)，對本發(fā)明的實施方式2所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件進行說明。圖9是表示本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造的剖面圖。圖10(a)?圖11(d)是表示本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的剖面圖。另外，在圖9以及圖10(a)?圖11(d)中，對與實施方式I同樣的構(gòu)成要素，附加與圖1?圖4以及圖5(a)?圖6(d)相同的符號。因此，在本實施方式中，省略與實施方式I同樣的說明。
[0148]如圖9所示，在ρ型包覆層15中的位于臺面型構(gòu)造20的側(cè)方的側(cè)方部分的上部，形成有高電阻部17x。高電阻部17x是通過等離子處理將ρ型包覆層15的側(cè)方部分的上部改性而得到的改性部。高電阻部17x包含來源于在等離子處理時使用的等離子的元素。高電阻部17x含有例如氟(F)或氧(O)。
[0149]高電阻部17x通過如下方式形成。在臺面型構(gòu)造20(參照圖10(c))形成后，如圖10(d)所示，進行利用了氟(F)等離子的等離子處理。由此，對P型包覆層15的側(cè)方部分的上部進行改性，形成高電阻部17x。另外，也可以取代F等離子，而采用氧(O)等離子。
[0150]根據(jù)本實施方式，能夠獲得與實施方式I同樣的效果。進而，通過高電阻部17x的形成，能夠進一步提高P型包覆層15的側(cè)方部分的上部的電阻。因此，能夠進一步提高P型包覆層15的側(cè)方部分與包覆電極22之間的界面電阻。進而，通過等離子處理，能夠僅對P型包覆層15的側(cè)方部分的上表面的附近部分進行改性，因此幾乎不對光的吸收等產(chǎn)生影響。
[0151](實施方式3)
[0152]以下，參照圖12、圖13(a)?圖13(e)以及圖14(a)?圖14(d)對本發(fā)明的實施方式3所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件進行說明。圖12是表示本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造的剖面圖。圖13(a)?圖14(d)是表示本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的剖面圖。另外，在圖12以及圖13(a)?圖14(d)中，對與實施方式I同樣的構(gòu)成要素，附加與圖1?圖4以及圖5(a)?圖6(d)相同的符號。因此，在本實施方式中，省略與實施方式I同樣的說明。
[0153]如圖12所示，在ρ型引導(dǎo)層14以及P型包覆層15中的位于臺面型構(gòu)造20的側(cè)方的部分，形成有高電阻部17y。高電阻部17y是注入了離子的離子注入部。高電阻部17y含有來源于被注入的離子的元素。高電阻部17y含有例如硼(B)、氧(O)、鋅(Zn)、鐵(Fe)或硅(Si)。
[0154]高電阻部17y通過如下方式形成。在臺面型構(gòu)造20 (參照圖13 (C))形成后，如圖13(d)所示，進行離子注入。由此，在P型包覆層15以及ρ型引導(dǎo)層14中的位于臺面型構(gòu)造20的側(cè)方的部分注入離子，形成高電阻部17y。離子優(yōu)選為硼(B)離子、氧(O)離子、鋅(Zn)離子、鐵(Fe)離子或硅(Si)離子。
[0155]在本實施方式的情況下，如圖12所示，注入到高電阻部17y的離子，超過ρ型包覆層15與ρ型引導(dǎo)層14之間的界面(參照圖12的虛線)到達ρ型引導(dǎo)層14。
[0156]若離子到達活性層13，則有可能引起發(fā)光效率的下降等，因此高電阻部17y的注入深度需要設(shè)為離子不會到達活性層13的深度。在P型包覆層15的厚度為
0.15 μ m(150nm)的情況下，高電阻部17y的注入深度優(yōu)選為IOnm?50nm程度?！白⑷肷疃取笔侵福瑥腜型包覆層15的側(cè)方部分的上表面到高電阻部17y的下表面為止的距離。
[0157]若注入劑量過多，則存在對光的吸收，因此注入劑量優(yōu)選為IO14Cm2以下。
[0158]根據(jù)本實施方式，能夠獲得與實施方式I同樣的效果。進而，通過高電阻部17y的形成，能夠進一步提高P型包覆層15的側(cè)方部分的電阻。因此，能夠進一步提高P型包覆層15的側(cè)方部分與包覆電極22之間的界面電阻。進而，通過離子注入，能夠?qū)⒏唠娮璨?7y的電阻提高到IO6Qcm以上，能夠防止經(jīng)由ρ型包覆層15的側(cè)方部分的漏電流。
[0159]另外，在本實施方式中，在臺面型構(gòu)造20形成后，具體舉例說明了進行離子注入的情況，但本發(fā)明不限定于此。例如，也可以在臺面型構(gòu)造形成前或臺面型構(gòu)造的形成過程中，進行離子注入。由此，也可以僅在P型包覆層的側(cè)方部分注入離子，形成高電阻部。
[0160](實施方式4)
[0161]以下，參照圖15、圖16(a)?圖16(e)以及圖17(a)?圖17(d)對本發(fā)明的實施方式4所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件進行說明。圖15是表示本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造的剖面圖。圖16(a)?圖17(d)是表示本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的剖面圖。另外，在圖15以及圖16(a)?圖17(d)中，對與實施方式I同樣的構(gòu)成要素，附加與圖1?圖4以及圖5(a)?圖6(d)相同的符號。因此，在本實施方式中，省略與實施方式I同樣的說明。
[0162]如圖15所示，本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件進一步具備高電阻層18。高電阻層18形成在ρ型包覆層15中的位于臺面型構(gòu)造20的側(cè)方的側(cè)方部分的上表面上、以及臺面型構(gòu)造20的側(cè)面上。高電阻層18由例如AlN構(gòu)成。
[0163]高電阻層18通過如下方式形成。在臺面型構(gòu)造20(參照圖16(c))形成后，如圖16(d)所示，通過MOCVD法，生長厚度為Inm?5nm程度的由AlN構(gòu)成的高電阻層18。此時，由于由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的P型包覆層15以及接觸層16的表面、與由SiO2構(gòu)成的掩膜70的表面的潤濕性不同，因此僅在P型包覆層15以及接觸層16的表面上，生長由AlN構(gòu)成的高電阻層18。另一方面，在掩膜70的表面上，幾乎不生長由AlN構(gòu)成的層。因此，在ρ型包覆層15的側(cè)方部分的上表面上，以及臺面型構(gòu)造20的側(cè)面上，形成高電阻層18。另外，在掩膜70的表面上，幾乎不生長由AlN構(gòu)成的層，因此與實施方式I同樣，通過氫氟酸處理能夠去除掩膜70。
[0164]根據(jù)本實施方式，能夠獲得與實施方式I同樣的效果。進而，在P型包覆層15的側(cè)方部分的上表面與包覆電極22之間，以及臺面型構(gòu)造20的側(cè)面與包覆電極22之間，能夠形成高電阻層18。
[0165](實施方式5)
[0166]以下，參照圖18、圖19(a)?圖19(e)以及圖20 (a)?圖20 (d)對本發(fā)明的實施方式5所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件進行說明。圖18是表示本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造的剖面圖。圖19(a)?圖20(d)是表示本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的剖面圖。另外，在圖18以及圖19(a)?圖20(d)中，對與實施方式I同樣的構(gòu)成要素，附加與圖1?圖4以及圖5(a)?圖6(d)相同的符號。因此，在本實施方式中，省略與實施方式I同樣的說明。
[0167]如圖18所示，本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件，還具備含有鋁(Al)的Al含有層19。Al含有層19形成在ρ型引導(dǎo)層14與ρ型包覆層15、包覆電極22以及絕緣膜21之間。Al含有層19由例如Al成分比為30%的AlGaN構(gòu)成。Al含有層19在形成臺面型構(gòu)造20時發(fā)揮蝕刻終止層(etching stop layer)的功能。
[0168]臺面型構(gòu)造20Y具有ρ型包覆層15和接觸層16。
[0169]Al含有層19通過如下方式形成。如圖19(a)所示，通過MOCVD法，在ρ型引導(dǎo)層14形成后且ρ型包覆層15形成前，形成厚度為IOnm程度、且Al成分比為30%的由AlGaN構(gòu)成的Al含有層19。然后，如圖19(c)所示，進行利用了氯系氣體的ICP干蝕。由此，形成具有P型包覆層15以及接觸層16的臺面型構(gòu)造20Y，并且使Al含有層19露出。
[0170]此時，利用將P型Al。.HlGatl 9tlN層以及GaN層重復(fù)而成的ρ型包覆層15中的GaN層的Al成分比(0%)、與Al含有層19的Al成分比(30%)之間的差異，能夠提高ρ型包覆層15和Al含有層19的選擇比，因此能夠在Al含有層19 (蝕刻停止層)停止蝕刻。
[0171]進而，此時，Al含有層19中的位于臺面型構(gòu)造20Y的側(cè)方的側(cè)方部分的上表面被暴露于氯系等離子，因此成為高電阻面19s。
[0172]另外，在ICP干蝕時，通過不僅使用氯系氣體而且還使用氧(O2)氣，能夠大幅改變P型包覆層15以及Al含有層19的蝕刻速度。尤其是，在Al含有層19的Al成分比高(具體來說例如10%以上)的情況下，能夠使Al含有層19的蝕刻速度大致為零。
[0173]根據(jù)本實施方式，能夠獲得與實施方式I同樣的效果。進而，在P型引導(dǎo)層14中的位于臺面型構(gòu)造20Y的側(cè)方的部分與包覆電極22之間，能夠形成側(cè)方部分的上表面為高電阻面19s的Al含有層19。進而，能夠在Al含有層19停止蝕刻。因此，能夠?qū)⑴_面型構(gòu)造20Y的厚度設(shè)為ρ型包覆層15的厚度以及接觸層16的厚度的總和，并且能夠?qū)呐_面型構(gòu)造20Y的底面到活性層13的上表面的厚度設(shè)為Al含有層19的厚度以及ρ型引導(dǎo)層14的厚度的總和。因此，能夠制作再現(xiàn)性良好的半導(dǎo)體發(fā)光元件，因而能夠進一步提高半導(dǎo)體發(fā)光元件的成品率。
[0174](實施方式6)
[0175]以下，參照圖21對本發(fā)明的實施方式6所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件進行說明。圖21是表示本實施方式所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造的剖面圖。另外，在圖21中，對與實施方式1同樣的構(gòu)成要素，附加與圖1~圖4以及圖5(a)~圖6(d)相同的符號。因此，在本實施方式中，省略與實施方式I同樣的說明。
[0176]在本實施方式中，取代實施方式I的由η型Alatl5Gaa95N構(gòu)成的n型包覆層11，采用n型包覆層11a。n型包覆層Ila是具有Al1-JnxN層(0≤χ≤1)、或Al1-JnxN層和GaN層的超晶格層。
[0177]在本實施方式中，與實施方式I相同，由ITO構(gòu)成的包覆電極22發(fā)揮包覆層的功能。ITO的折射率是約2.0，與構(gòu)成半導(dǎo)體層疊體的各層的氮化物半導(dǎo)體材料的折射率相比非常小，因此比活性層13更靠近上側(cè)的光限制非常強。
[0178]作為比活性層13更靠近下側(cè)的η型包覆層，在如實施方式I那樣采用了折射率為
2.4的由Alatl5Gaa95N構(gòu)成的η型包覆層11的情況下，η型包覆層11與折射率為2.5的由GaN構(gòu)成的η型引導(dǎo)層12之間的折射率差變小。因此，比活性層13更靠近下側(cè)的光限制不太強。因此，縱方向的光限制在比活性層13更靠近上側(cè)和下側(cè)處變得不平衡，因而光未被限制，有時光漏到基板10側(cè)，光限制系數(shù)變小。
[0179]因此，在本實施方式中，作為比活性層13更靠近下側(cè)的n型包覆層11a，例如，采用具有與GaN層進行了晶格匹配的Ala82Inai8N層、或與GaN層進行了晶格匹配的Ala82Inai8N層和GaN層的超晶格層。
[0180]通過采用這種構(gòu)成，能夠在保持無變形的狀態(tài)下，將比活性層13更靠近下側(cè)的折射率減小到2.0~2.2之程度，因此能夠增大n型包覆層11a與n型引導(dǎo)層12的折射率差。因此，能夠增強比活性層13更靠近下側(cè)的光限制。因此，能夠抑制縱方向的光限制在比活性層13更靠近上側(cè)和下側(cè)處變得不平衡的情況，能夠增大光限制系數(shù)。
[0181]根據(jù)本實施方式，能夠獲得與實施方式I同樣的效果。進而，能夠增大光限制系數(shù)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)更高效率的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
[0182]另外，在本實施方式中，具體舉例說明了半導(dǎo)體發(fā)光元件為半導(dǎo)體激光器的情況，但在半導(dǎo)體發(fā)光元件為SLD的情況下，也能夠得到與本實施方式同樣的效果。SLD是光限制系數(shù)越大則特性提高越大，因此本實施方式的構(gòu)造最佳。
[0183]另外，在實施方式I及其變形例、以及實施方式2~6中，具體舉例說明了半導(dǎo)體發(fā)光元件是采用了氮化物半導(dǎo)體AlxGayIn1IyN (其中,0≤x, y≤1,0≤x+y≤1)的藍(lán)色(B)的半導(dǎo)體激光器的情況，但本發(fā)明不限定于此。
[0184]通過變更氮化物半導(dǎo)體AlxGayIn1^N的成分比，能夠?qū)崿F(xiàn)紫色(V，約380nm)~綠色(G,約550nm)的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
[0185]通過變更氮化物半導(dǎo)體AlxGayIn1-x-yN的成分，具體來說，變更為氮化物半導(dǎo)體AlxGayIn1HAszPh(其中，0 ≤ x, y, z ≤ 1, 0 ≤ x+y ≤1)，能夠?qū)崿F(xiàn)紅色(R，約 600nm)~紅外(IR，約750nm)的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
[0186]若采用紅色(R)、綠色(G)以及藍(lán)色(B)的半導(dǎo)體發(fā)光元件，則能夠作為顯示器以及投影機等圖像顯示裝置的光源、或液晶顯示裝置的光源來使用。
[0187]工業(yè)實用性
[0188]本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)抑制了閾值電流的增大的高效率的半導(dǎo)體發(fā)光元件，在應(yīng)用了透明電極材料的半導(dǎo)體發(fā)光元件中有用。本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件，能夠作為圖像顯示裝置的光源、液晶顯示裝置的光源、或激光設(shè)備的光源來使用。[0189]符號說明
[0190]10 基板
[0191]ll、lla η型包覆層(第一包覆層)
[0192]12 η型引導(dǎo)層(第一引導(dǎo)層)
[0193]13活性層
[0194]14 ρ型引導(dǎo)層(第二引導(dǎo)層)
[0195]14a 凸部
[0196]14s高電阻面
[0197]15 ρ型包覆層(第二包覆層)
[0198]15a 凸部
[0199]15s高電阻面
[0200]16接觸層
[0201]17x高電阻部
[0202]17y高電阻部
[0203]18高電阻層
[0204]19 Al 含有層
[0205]19s高電阻面
[0206]20、20X、20Y 臺面型構(gòu)造
[0207]21絕緣膜
[0208]22包覆電極
[0209]22a ρ 型電極
[0210]23焊盤電極
[0211]24 η 電極
[0212]25前方端面涂層
[0213]26后方端面涂層
[0214]50電流方向
[0215]60光分布
[0216]70 掩膜
[0217]71抗蝕層
[0218]80非注入寬度
[0219]81a?81c有效的非注入寬度
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，具備: 基板； 第一包覆層，其形成在所述基板上； 第一引導(dǎo)層，其形成在所述第一包覆層上； 活性層，其形成在所述第一引導(dǎo)層上； 第二引導(dǎo)層，其形成在所述活性層上； 接觸層，其形成在所述第二引導(dǎo)層上； 包覆電極，其形成在所述接觸層上，由導(dǎo)電性金屬氧化物構(gòu)成；和 焊盤電極，其與所述包覆電極電連接， 所述半導(dǎo)體發(fā)光元件具有包含所述接觸層的條狀的臺面型構(gòu)造， 所述包覆電極的寬度比所述臺面型構(gòu)造的寬度大， 所述包覆電極覆蓋所述臺面型構(gòu)造的上表面以及側(cè)面，并且與所述接觸層電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件,其中， 所述臺面型構(gòu)造中的上表面與下表面之間的級差為IOnm以上且200nm以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的半導(dǎo)體發(fā)光元件,其中， 所述半導(dǎo)體發(fā)光元件還具備形成在所述第二引導(dǎo)層與所述接觸層之間的第二包覆層， 所述第二包覆層具有凸部， 所述臺面型構(gòu)造具有所述第二包覆層的所述凸部、和形成在所述第二包覆層的所述凸部上的所述接觸層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， 所述包覆電極覆蓋所述臺面型構(gòu)造的上表面及側(cè)面、以及所述第二包覆層中的位于所述臺面型構(gòu)造的側(cè)方的側(cè)方部分的上表面， 所述第二包覆層的所述側(cè)方部分與所述包覆電極進行肖特基接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， 在所述第二包覆層中的位于所述臺面型構(gòu)造的側(cè)方的側(cè)方部分，形成有與所述第二包覆層的導(dǎo)電型相反的導(dǎo)電型的表面層。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， 在所述第二包覆層中的位于所述臺面型構(gòu)造的側(cè)方的側(cè)方部分，形成有高電阻部。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， 在所述第二引導(dǎo)層以及所述第二包覆層中的位于所述臺面型構(gòu)造的側(cè)方的部分形成有聞電阻部。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， 所述高電阻部是通過利用了等離子的等離子處理將所述第二包覆層的所述側(cè)方部分的上部改性后的改性部， 所述等離子是氟等離子或氧等離子， 所述高電阻部含有氟或氧。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， 所述高電阻部是注入了離子的離子注入部， 所述離子是硼離子、氧離子、鋅離子、鐵離子或硅離子，所述高電阻部含有硼、氧、鋅、鐵或硅。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， 所述半導(dǎo)體發(fā)光元件還具備高電阻層，該高電阻層形成在所述第二包覆層中的位于所述臺面型構(gòu)造的側(cè)方的側(cè)方部分的上表面上，且形成在所述臺面型構(gòu)造的側(cè)面上， 所述高電阻層含有鋁。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， 所述半導(dǎo)體發(fā)光元件還具備: Al含有層，其形成在所述第二引導(dǎo)層與所述接觸層之間，含有鋁；和 第二包覆層，其形成在所述Al含有層與所述接觸層之間， 所述臺面型構(gòu)造具有所述第二包覆層、和形成在所述第二包覆層上的所述接觸層， 所述Al含有層的Al成分比高于所述第二包覆層的Al成分比。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件,其中， 所述第二引導(dǎo)層具有凸部， 所述臺面型構(gòu)造具有所述第二引導(dǎo)層的所述凸部、和形成在所述第二引導(dǎo)層的所述凸部上的所述接觸層。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件,其中， 所述第一包覆層是AlInN層。.
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件,其中， 所述第一包覆層是具有AlInN層和GaN層的超晶格層。
【文檔編號】H01S5/22GK103477513SQ201380000426
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月16日
【發(fā)明者】大野啟 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社