ＩＩＩ族窒化物半導体レーザ、レーザ装置、及びＩＩＩ族窒化物半導体レーザを製造する方法
【課題】 リッジ部への応力の集中を避けることが可能であると共に傾くことを抑制可能なIII族窒化物半導体レーザを提供する。
【解決手段】 III族窒化物半導体レーザ１は、リッジ部２４を含むIII族窒化物半導体積層２０と、III族窒化物半導体積層２０の上に設けられた絶縁膜６０と、リッジ部２４の上面２４ａと接合を成すｐ電極７１と、絶縁膜６０及びｐ電極７１の上に設けられたｐパッド電極７２と、絶縁膜６０の上に設けられた第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２とを備える。III族窒化物半導体積層２０は、順に配列された第１の部分２１、第２の部分２２及び第３の部分２３を有する。第２の部分２２は前記リッジ部２４を含む。第１の擬似パッド８１は第１の部分２１の上に設けられ、第２の擬似パッド８２は第３の部分２３の上に設けられている。
【解決手段】 III族窒化物半導体レーザ１は、リッジ部２４を含むIII族窒化物半導体積層２０と、III族窒化物半導体積層２０の上に設けられた絶縁膜６０と、リッジ部２４の上面２４ａと接合を成すｐ電極７１と、絶縁膜６０及びｐ電極７１の上に設けられたｐパッド電極７２と、絶縁膜６０の上に設けられた第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２とを備える。III族窒化物半導体積層２０は、順に配列された第１の部分２１、第２の部分２２及び第３の部分２３を有する。第２の部分２２は前記リッジ部２４を含む。第１の擬似パッド８１は第１の部分２１の上に設けられ、第２の擬似パッド８２は第３の部分２３の上に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、III族窒化物半導体レーザ、レーザ装置、及びIII族窒化物半導体レーザを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＧａＮ基板を用いた化合物半導体レーザの作製方法が記載されている。特許文献１に記載の作製方法においては、単一のリッジ部（シングルリッジ構造）を有する化合物半導体レーザを作製している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−９８３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シングルリッジ構造を有する半導体レーザの作製方法では、例えば、ｎ型ＧａＮ基板上に、アンドープＧａＮバッファ層、ｎ型ＧａＮコンタクト層、活性層、ｐ型ＡｌＧａＮキャリアブロック層、ｐ型ＧａＮ光ガイド層、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、及びｐ型ＧａＮコンタクト層を順次積層して積層基板を形成する。その積層基板の表面に、ｐ側コンタクト電極層を形成する。そのｐ側コンタクト電極層の上に、ＳｉＮよりなる第１のマスク層、Ａｌよりなる第２のマスク層、及びＳｉＮよりなる第３のマスク層を積層する。
【０００５】
続いて、第３のマスク層の上に、ストライプ状のパターンを有するレジストマスクを形成する。そのレジストマスクをマスクとした反応性イオンエッチングにより、第３のマスク層、第２のマスク層、第１のマスク層、及びｐ側コンタクト電極層を順次エッチングする。このエッチングにより、第３のマスク層、第２のマスク層、及び第１のマスク層からストライプ状の積層マスク部を形成すると共に積層基板の表面を露出させる。続いて、レジストマスクを除去した後に、積層マスク部をマスクとした反応性イオンエッチングによって、積層基板をエッチングする。このエッチングにより、ストライプ状のリッジ部が形成される。これにより、シングルリッジ構造を有する半導体レーザが作製される。
【０００６】
このシングルリッジ構造を有する半導体レーザは、ｐダウン実装によりレーザ装置に実装することができる。ｐダウン実装では、半導体レーザの基板とレーザ装置の搭載部材との間にリッジ部が配置される。シングルリッジ構造を有する半導体レーザにおいては、ｐダウン実装の際に生じる応力がリッジ部に集中することがある。また、シングルリッジ構造を有する半導体レーザは、ｐダウン実装の際に、搭載部材に対して傾くことがある。
【０００７】
本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、実装時において、リッジ部への応力の集中を避けることが可能であると共に傾くことを抑制可能なIII族窒化物半導体レーザ、レーザ装置、及びIII族窒化物半導体レーザを製造する方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係るIII族窒化物半導体レーザは、（ａ）基板の上に設けられリッジ部を含むIII族窒化物半導体積層と、（ｂ）前記III族窒化物半導体積層の上に設けられた絶縁膜と、（ｃ）前記リッジ部の上面と接合を成す第１の電極と、（ｄ）前記絶縁膜及び前記第１の電極の上に設けられた第２の電極と、（ｅ）前記絶縁膜の上に設けられ前記リッジ部の延在方向に延びる第１及び第２のパッドと、を備える。前記III族窒化物半導体積層は、前記リッジ部の延在方向に交差する方向に順に配列された第１の部分、第２の部分、及び第３の部分を有する。前記第２の部分は前記リッジ部を含む。前記絶縁膜は、前記第１の部分の上面、前記第３の部分の上面、及び前記リッジ部の側面の上に設けられている。前記第１のパッドは前記第１の部分の上に設けられており、前記第２のパッドは前記第３の部分の上に設けられている。前記リッジ部の前記上面は半極性面である。
【０００９】
このIII族窒化物半導体レーザは、リッジ部を含むIII族窒化物半導体積層を備えている。III族窒化物半導体積層は、順に配列された第１の部分、第２の部分、及び第３の部分を有している。リッジ部は、第２の部分に含まれている。第１の部分の上に第１のパッドが設けられており、第３の部分の上に第２のパッドが設けられている。このIII族窒化物半導体レーザは、第２の電極をレーザ装置の搭載部材に向けてレーザ装置に実装することができる。このIII族窒化物半導体レーザによれば、その実装の際に生じる応力を、第１のパッドと第２のパッドとリッジ部とで分けることができる。よって、その応力がリッジ部に集中することを避けることが可能となる。また、III族窒化物半導体レーザを、第２の電極をレーザ装置の搭載部材に向けてレーザ装置に実装するとき、第１及び第２のパッドが搭載部材を支持することが可能となるので、III族窒化物半導体レーザが搭載部材に対して傾くことを抑制可能となる。
【００１０】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザにおいては、前記第１の部分の前記上面から前記第１のパッドの上面までの距離、及び、前記第３の部分の前記上面から前記第２のパッドの上面までの距離は、前記リッジ部の高さ以上であることができる。このIII族窒化物半導体レーザによれば、第１及び第２のパッドの上面が、リッジ部の上面を基準とする面上となるか、或いは、リッジ部の上面を基準として突出する。このために、当該応力がリッジ部に集中することを確実に避けることが可能となる。また、III族窒化物半導体レーザを、第２の電極をレーザ装置の搭載部材に向けてレーザ装置に実装するとき、III族窒化物半導体レーザが搭載部材に対して傾くことを防止することが可能となる。
【００１１】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザにおいては、前記第１及び第２のパッドは、前記リッジ部の前記側面の上の前記絶縁膜から離間していることができる。このIII族窒化物半導体レーザによれば、リッジ部から離間した位置において、第１及び第２のパッドによって搭載部材を支持することが可能となる。
【００１２】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザにおいては、前記第１のパッドは、前記第１の部分の前記上面に沿う方向について、前記第１の部分の側面から離間しており、前記第２のパッドは、前記第３の部分の前記上面に沿う方向について、前記第３の部分の側面から離間していることができる。このIII族窒化物半導体レーザによれば、第１及び第２のパッドが素子分離の妨げになることを防止できる。
【００１３】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザにおいては、前記第１及び第２のパッドは、金属からなることができる。このIII族窒化物半導体レーザによれば、金属製の第１及び第２のパッドにより放熱性が向上される。
【００１４】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザにおいては、前記第１及び第２のパッドは、Ｐｔ，Ａｕ，Ｔｉの少なくともいずれかを含むことができる。
【００１５】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザにおいては、前記リッジ部の前記上面は、III族窒化物半導体のｃ軸に沿って延びる基準軸に直交する面から１０度以上８０度以下の範囲の角度で傾斜していることができる。この場合、リッジ部の上面において半極性が強く現れる。
【００１６】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザにおいては、第２の電極は、第１及び第２のパッドの上に設けられていることができる。或いは、本発明に係るIII族窒化物半導体レーザにおいては、前記第２の電極は、前記第１及び第２のパッドと前記絶縁膜との間に設けられていることができる。
【００１７】
本発明に係るレーザ装置は、（ａ）上記のIII族窒化物半導体レーザと、（ｂ）主面を有する搭載部材と、（ｃ）前記搭載部材の前記主面の上に配置された導電性接着部材と、を備える。前記III族窒化物半導体レーザは、前記導電性接着部材によって前記搭載部材の前記主面に接着されている。前記リッジ部は、前記基板と前記搭載部材との間に配置されている。
【００１８】
このレーザ装置においては、上述したIII族窒化物半導体レーザが、そのリッジ部が基板と搭載部材との間に位置するように実装されている。したがって、このレーザ装置においては、III族窒化物半導体レーザの実装の際に生じる応力を、第１のパッドと第２のパッドとリッジ部とで分けることができる。よって、その応力がリッジ部に集中することを避けることができる。また、このレーザ装置によれば、III族窒化物半導体レーザの実装の際に、第１及び第２のパッドが搭載部材を支持するので、搭載部材に対してIII族窒化物半導体レーザが傾くことを抑制できる。
【００１９】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法は、（ａ）真空チャンバ内において、III族窒化物半導体からなる半導体積層の主面の上に分子線エピタキシ法により金属膜を成膜する工程と、（ｂ）前記金属膜の上にレジスト層を形成する工程と、（ｃ）前記レジスト層の上に第１の絶縁物層を形成する工程と、（ｄ）リッジ部を規定するレジストマスクを前記第１の絶縁物層の上に形成する工程と、（ｅ）前記レジストマスクを用いて前記第１の絶縁物層及び前記レジスト層をエッチングして、多層マスクを形成する工程と、（ｆ）前記多層マスクを用いて前記金属膜及び前記半導体積層をエッチングして、前記金属膜から第１の電極を形成すると共に、前記半導体積層からIII族窒化物半導体積層を形成する工程と、（ｇ）前記III族窒化物半導体積層、及び前記多層マスクの上に第２の絶縁物層を形成する工程と、（ｈ）前記多層マスク及び前記多層マスクの上の前記第２の絶縁物層をリフトオフ法により除去して、前記第１の電極の上に開口部を有する絶縁膜を形成する工程と、（ｉ）前記絶縁膜の上に第１及び第２のパッドを形成する工程と、（ｊ）前記絶縁膜及び前記第１の電極の上に第２の電極を形成する工程と、を備える。前記III族窒化物半導体積層はリッジ部を含む。前記III族窒化物半導体積層は、前記リッジ部の延在方向に順に配列された第１の部分、第２の部分、及び第３の部分を含む。前記第２の部分は前記リッジ部を含む。前記絶縁膜は、前記第１の部分の上面、前記第３の部分の上面、及び前記リッジ部の側面の上に設けられている。前記第１のパッドは、前記第１の部分の上に設けられており、前記第２のパッドは、前記第３の部分の上に設けられている。前記半導体積層の前記主面は半極性面である。前記第１の電極は前記リッジ部の上面と接合をなしている。
【００２０】
このIII族窒化物半導体レーザを製造する方法においては、各工程に先立って、半導体積層の半極性の主面の上に第１の電極のための金属膜を成膜する。このため、その後の工程において、半導体積層の主面へ酸素が供給されることが抑制される。この方法においては、半導体積層の主面の上に金属膜を成膜した後に、絶縁膜の形成やリッジ部の形成を行う。すなわち、この方法においては、当該金属膜の上にレジスト層と第１の絶縁物層とを積層する。続いて、リッジ部を規定するレジストマスクを第１の絶縁物層の上に形成した後に、そのレジストマスクを用いたエッチングにより、多層マスクを形成する。その多層マスクを用いたエッチングにより、リッジ部を含むIII族窒化物半導体積層と第１の電極とを形成する。その後、絶縁膜を介して、III族窒化物半導体積層の第１の部分の上に第１のパッドを設けると共に、第３の部分に第２のパッドを設ける。その一方で、第１の電極に接合された第２の電極を設ける。このようにして製造されるIII族窒化物半導体レーザは、第２の電極をレーザ装置の搭載部材に向けてレーザ装置に実装することができる。このIII族窒化物半導体レーザによれば、その実装の際に生じる応力を、第１のパッドと第２のパッドとリッジ部とで分けることができる。つまり、この方法によれば、当該応力がリッジ部に集中することを避けることが可能なIII族窒化物半導体を製造することができる。また、この方法により製造されるIII族窒化物半導体レーザを、第２の電極をレーザ装置の搭載部材に向けてレーザ装置に実装するとき、第１及び第２のパッドが搭載部材を支持することが可能となる。つまり、この方法によれば、実装時において搭載部材に対して傾くことを抑制可能なIII族窒化物半導体レーザを製造することができる。
【００２１】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法は、前記金属膜を成膜する工程の前に、前記真空チャンバ内において前記半導体積層の前記主面をガリウム雰囲気にさらす工程をさらに備え、前記半導体積層の前記主面は、窒化ガリウム系半導体からなる半極性面であることができる。この方法によれば、真空チャンバ内で半導体積層の主面をガリウム雰囲気にさらすことにより、半導体積層の主面の酸素濃度を低減することができる。このため、酸素濃度が低減された半導体積層の主面の上に、電極のための金属膜を形成することができる。
【００２２】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法は、前記第１及び第２のパッドを形成する工程においては、リフトオフ法によって前記第１及び第２のパッドを形成することができる。
【００２３】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法においては、前記第１の部分の前記上面から前記第１のパッドの上面までの距離、及び、前記第３の部分の前記上面から前記第２のパッドの上面までの距離が、前記リッジ部の高さ以上であることができる。この方法により製造されるIII族窒化物半導体レーザにおいては、第１及び第２のパッドの上面が、リッジ部の上面を基準とする面上となるか、或いは、リッジ部の上面を基準として突出する。よって、当該応力がリッジ部に集中することを確実に避けることが可能であると共に、実装時において搭載部材に対して傾くことを防止可能なIII族窒化物半導体レーザを製造することができる。
【００２４】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法においては、前記第１及び第２のパッドが前記リッジ部の前記側面の上の前記絶縁膜から離間していることができる。この方法によれば、第１及び第２のパッドによる搭載部材の支持を、リッジ部のから離間した位置において行うことが可能なIII族窒化物半導体レーザを製造することができる。
【００２５】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法においては、前記第１及び第２のパッドは、金属からなることができる。この方法によれば、金属製の第１及び第２のパッドにより放熱性が向上されるIII族窒化物半導体レーザを製造することができる。
【００２６】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法においては、前記第１及び前記第２のパッドは、Ｐｔ，Ａｕ，Ｔｉの少なくともいずれかを含むことができる。
【００２７】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法においては、前記半導体積層の前記主面及び前記リッジ部の前記上面は、III族窒化物半導体のｃ軸に沿って延びる基準軸に直交する面から１０度以上８０度以下の範囲の角度で傾斜していることができる。この場合、半導体層の主面及びリッジ部の上面において半極性が強く現れる。
【００２８】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法においては、前記半導体積層の前記主面は、III族窒化物半導体のｃ軸に沿って延びる基準軸に直交する面から６３度以上８０度以下の範囲の角度で傾斜していることができる。半導体積層の主面の傾斜角度が上記の範囲である場合には、半導体層の主面が酸素との結合性に富む。したがって、各工程に先立って半導体積層の主面の上に金属膜を成膜することが重要となる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、実装時において、リッジ部への応力の集中を避けることが可能であると共に傾くことを抑制可能なIII族窒化物半導体レーザ、レーザ装置、及びIII族窒化物半導体レーザを製造する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザを示す一部切り欠き斜視図である。
【図２】図１に示されたIII族窒化物半導体レーザの平面図である。
【図３】本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法の主要な工程を示す図である。
【図４】本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法の主要な工程を示す図である。
【図５】本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法の主要な工程を示す図である。
【図６】本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法の主要な工程を示す図である。
【図７】本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法の主要な工程を示す図である。
【図８】本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法の主要な工程を示す図である。
【図９】本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法の主要な工程を示す図である。
【図１０】プロセス温度と接触抵抗との関係を示すグラフである。
【図１１】本実施の形態に係るレーザ装置を示す模式図である。
【図１２】比較例に係るIII族窒化物半導体レーザを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
引き続いて、添付図面を参照しながら、III族窒化物半導体レーザ、レーザ装置、及びIII族窒化物半導体レーザを製造する方法に係る実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００３２】
図１は、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザを示す一部切り欠き斜視図である。図１には、III族窒化物半導体のｃ軸、ｍ軸、及びａ軸がそれぞれ示されている。図２は、図１に示されたIII族窒化物半導体レーザの平面図である。図１及び図２に示されるように、III族窒化物半導体レーザ１は、基板１０を備えている。基板１０は、III族窒化物半導体からなる主面１０ａを有している。基板１０は、III族窒化物半導体からなる。基板１０のIII族窒化物半導体は、例えばＧａＮやＩｎＮやＡｌＮ、或いはそれらの混合物質等からなることができる。
【００３３】
主面１０ａは、III族窒化物半導体のｃ軸の方向に延びる基準軸（ベクトルＶＣによって示される）に直交する平面ＣＰから、ｍ軸の方向に傾斜している。したがって、主面１０ａは半極性を示す。主面１０ａの平面ＣＰに対する傾斜角度θは、例えば１０度以上８０度以下の範囲である。傾斜角度θがこの範囲内であると、主面１０ａの半極性が強く現れる。或いは、傾斜角度θは、例えば、６３度以上８０度以下の範囲であることができる。
【００３４】
III族窒化物半導体レーザ１は、III族窒化物半導体積層２０を備えている。III族窒化物半導体積層２０は、基板１０の主面１０ａの上に設けられている。III族窒化物半導体積層２０は、ｎ型III族窒化物半導体層３０といった第１導電型III族窒化物半導体層、活性層４０、及びｐ型III族窒化物半導体層５０といった第２導電型III族窒化物半導体層を有している。ｎ型III族窒化物半導体層３０、活性層４０、及びｐ型III族窒化物半導体層５０は、基板１０の主面１０ａの法線方向に順に積層されている。
【００３５】
ｎ型III族窒化物半導体層３０は、例えば、ｎ型バッファ層３１、ｎ型クラッド層３２、及びｎ型ガイド層３３を含むことができる。ｎ型バッファ層３１、ｎ型クラッド層３２、及びｎ型ガイド層３３は、基板１０の主面１０ａの上に順に積層されている。ｎ型バッファ層３１は、例えばＧａＮやＡｌＧａＮやＡｌＩｎＧａＮ等からなることができる。ｎ型クラッド層３２は、例えばＧａＮやＡｌＧａＮやＡｌＩｎＧａＮ等からなることができる。ｎ型ガイド層３３は、例えばＧａＮやＡｌＧａＮやＡｌＩｎＧａＮ等からなることができる。
【００３６】
活性層４０は、交互に配列された障壁層４１及び井戸層４２を含む量子井戸構造を有している。障壁層４１は、例えば、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等からなることができる。井戸層４２は、例えば、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等からなることができる。障壁層４１のバンドギャップは、井戸層４２のバンドギャップよりも大きい。
【００３７】
ｐ型III族窒化物半導体層５０は、例えば、ｐ型電子ブロック層５１、ｐ型ガイド層５２、ｐ型クラッド層５３、及びｐ型コンタクト層５４を含むことができる。ｐ型電子ブロック層５１、ｐ型ガイド層５２、ｐ型クラッド層５３、及びｐ型コンタクト層５４は、活性層４０の上に順に積層されている。ｐ型電子ブロック層５１は、例えばＧａＮやＡｌＧａＮやＡｌＩｎＧａＮ等からなることができる。ｐ型ガイド層５２は、例えばＧａＮやＡｌＧａＮやＡｌＩｎＧａＮ等からなることができる。ｐ型クラッド層５３は、例えばＧａＮやＡｌＧａＮやＡｌＩｎＧａＮ等からなることができる。ｐ型コンタクト層５４は、例えばＧａＮやＡｌＧａＮやＡｌＩｎＧａＮ等からなることができる。
【００３８】
III族窒化物半導体積層２０は、リッジ部２４を有している。III族窒化物半導体積層２０は、第１の部分２１、第２の部分２２、及び第３の部分２３を有している。第１の部分２１、第２の部分２２、及び第３の部分２３は、リッジ部２４の延在方向に交差する方向に順に配列されている。リッジ部２４は、第２の部分２２に含まれている。リッジ部２４は、例えば、ｐ型ガイド層５２の一部、ｐ型クラッド層５３、及びｐ型コンタクト層５４を含むことができる。リッジ部２４の上面２４ａは、例えばｐ型コンタクト層５４の上面である。リッジ部２４の幅Ｗ２４は、例えば１〜２μｍ程度であることができる。
【００３９】
リッジ部２４の上面２４ａは、ベクトルＶＣによって示される基準軸に直交する平面ＣＰから、ｍ軸の方向に傾斜している。リッジ部２４の上面２４ａの平面ＣＰに対する傾斜角度は、例えば１０度以上８０度以下の範囲であることができる。上面２４ａの傾斜角度が１０度以上８０度以下であると、上面２４ａの半極性が強く現れる。或いは、上面２４ａの傾斜角度は、例えば、６３度以上８０度以下の範囲であることができる。上面２４ａの傾斜角度が６３度以上８０度以下の範囲内であると、上面２４ａが酸素との結合性に富む。
【００４０】
III族窒化物半導体レーザ１は、絶縁膜６０を備えている。絶縁膜６０は、III族窒化物半導体積層２０の上に設けられている。より具体的には、絶縁膜６０は、第１の部分２１の上面２１ａ、第３の部分２３の上面２３ａ、及びリッジ部２４の側面２４ｂの上に設けられている。絶縁膜６０は、リッジ部２４の上面２４ａの上において開口部６１を有している。絶縁膜６０は、例えば酸化シリコン（例えばＳｉＯ２）や窒化シリコン（ＳｉＮ）や酸化ジルコニウム（ＺｒＯ）等からなることができる。
【００４１】
III族窒化物半導体レーザ１は、ｐ電極７１といった第１の電極を備えている。ｐ電極７１は、絶縁膜６０の開口部６１において、リッジ部２４の上面２４ａの上に配置されている。ｐ電極７１は、リッジ部２４の上面２４ａと接合をなしている。ｐ電極７１は、例えば、ＡｕやＮｉやＰｔ等を含むことができる。一実施例としては、ｐ電極７１は、Ａｕからなる。
【００４２】
III族窒化物半導体レーザ１は、第１の擬似パッド８１といった第１のパッド及び第２の擬似パッド８２といった第２のパッドを備えている。第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２は、絶縁膜６０の上に設けられている。特に、第１の擬似パッド８１は、III族窒化物半導積層体２０の第１の部分２１の上に設けられており、第２の擬似パッド８２は、III族窒化物半導体積層２０の第３の部分２３の上に設けられている。
【００４３】
第１の擬似パッド８１は、リッジ部２４の延在方向に沿って延びている。第１の擬似パッド８１は、ストライプ形状を有している。第１の擬似パッド８１は、上面８１ａを有している。第１の擬似パッド８１の上面８１ａから第１の部分２１の上面２１ａまでの距離Ｄ８１は、リッジ部２４の高さＨ２４以上である。したがって、第１の擬似パッド８１の上面８１ａは、リッジ部２４の上面２４ａを基準とする面上となるか、或いはリッジ部２４の上面２４ａを基準とする面から突出している。第１の擬似パッド８１の幅Ｗ８１は、例えば１００μｍ程度とすることができる。
【００４４】
第１の擬似パッド８１は、一対の側面８１ｂ，８１ｃを有している。側面８１ｂ及び側面８１ｃは、リッジ部２４の延在方向に交差する方向に沿って配列されている。第１の擬似パッド８１の幅Ｗ８１は、側面８１ｂと側面８１ｃとの距離である。側面８１ｂは、側面８１ｃよりもIII族窒化物半導体レーザ１の外縁側に位置している。側面８１ｂは、第１の部分２１の上面２１ａに沿う方向について、第１の部分２１の側面２１ｂ（すなわちIII族窒化物半導体レーザ１のエッジＥ１）から離間している。また、第１の擬似パッド８１の側面８１ｃは、リッジ部２４の側面２４ｂの上の絶縁膜６０から離間している。
【００４５】
第１の擬似パッド８１は、一対の端面８１ｄ，８１ｅを有している。端面８１ｄ及び端面８１ｅは、リッジ部２４の延在方向に沿って配列されている。端面８１ｄは、第１の部分２１の上面２１ａに沿う方向について、第１の部分２１の端面２１ｃ（すなわちIII族窒化物半導体レーザ１のエッジＥ２）から離間している。端面８１ｅは、第１の部分２１の上面２１ａに沿う方向について、第１の部分２１の端面２１ｄ（すなわちIII族窒化物半導体レーザ１のエッジＥ３）から離間している。
【００４６】
第２の擬似パッド８２は、リッジ部２４の延在方向に沿って延びている。第２の擬似パッド８２は、ストライプ形状を有している。第２の擬似パッド８２は、上面８２ａを有している。第２の擬似パッド８２の上面８２ａから第３の部分２３の上面２３ａまでの距離Ｄ８２は、リッジ部２４の高さＨ２４以上である。したがって、第２の擬似パッド８２の上面８２ａは、リッジ部２４の上面２４ａを基準とする面上となるか、或いはリッジ部２４の上面２４ａを基準とする面から突出している。第２の擬似パッド８２の幅Ｗ８２は例えば１００μｍ程度とすることができる。距離Ｄ８１と距離Ｄ８２とは略同一である。
【００４７】
第２の擬似パッド８２は、一対の側面８２ｂ，８２ｃを有している。側面８２ｂ及び側面８２ｃは、リッジ部２４の延在方向に交差する方向に沿って配列されている。第２の擬似パッド８２の幅Ｗ８２は、側面８２ｂと側面８２ｃとの距離である。側面８２ｂは、側面８２ｃよりもIII族窒化物半導体レーザ１の外延側に位置している。側面８２ｂは、第３の部分２３の上面２３ａに沿う方向について、第３の部分２３の側面２３ｂ（すなわちIII族窒化物半導体レーザ１のエッジＥ４）から離間している。また、第２の擬似パッド８２の側面８２ｃは、リッジ部２４の側面２４ｂの上の絶縁膜６０から離間している。
【００４８】
第２の擬似パッド８２は、一対の端面８２ｄ，８２ｅを有している。端面８２ｄ及び端面８２ｅは、リッジ部２４の延在方向に沿って配列されている。端面８２ｄは、第３の部分２３の上面２３ａに沿う方向について、第３の部分２３の端面２３ｃ（すなわちエッジＥ２）から離間している。端面８２ｅは、第３の部分２３の上面２３ａに沿う方向について、第３の部分２３の端面２３ｄ（すなわちエッジＥ３）から離間している。
【００４９】
第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２は、例えば、金属からなることができる。第１のパッド８１及び第２のパッド８２が、リッジ部２４に沿って延びると共にリッジ部２４に比べて幅広であり、且金属からなる場合には、リッジ部２４近傍において生じた熱を、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２を解して速やかにリッジ部２４近傍から拡散させることが可能となる（すなわち放熱性が向上する）。
【００５０】
第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２は、例えば、Ｐｔ，Ａｕ，Ｔｉの少なくともいずれかを含むことができる。第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２がＰｔを含む場合、ＴｉとＡｕの接触抵抗の高い合金層を防止することができる。第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２がＡｕを含む場合、電極が厚くなる事での歪を緩和することができる。第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２がＴｉを含む場合、パッドの密着性確保に役立つ。一実施例としては、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２は、Ｐｔ／Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉ（３０ｎｍ／４５０ｎｍ／３０ｎｍ／２０ｎｍ）といった積層された金属膜であることができる。
【００５１】
III族窒化物半導体レーザ１は、ｐパッド電極７２といった第２の電極を備えている。ｐパッド電極７２は、絶縁膜６０及びｐ電極７１の上に設けられている。より具体的には、ｐパッド電極７２は、ｐ電極７１、第１の擬似パッド８１、及び第２の擬似パッド８２の上に配置されている。ｐパッド電極７２は、ｐ電極７１と接合をなしている。ｐパッド電極７２は、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２を覆っている。ｐパッド電極７２は、例えば、Ａｕ，Ｐｔ，Ｔｉの少なくともいずれかを含むことができる。一実施例としては、ｐパッド電極７２は、Ａｕ／Ｐｔ／Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉ（３００ｎｍ／３０ｎｍ／４５０ｎｍ／３０ｎｍ／２０ｎｍ）といった積層された金属膜であることができる。なお、ｐパッド電極７２は、ｐ電極７１の上、第１の擬似パッド８１と絶縁膜６０との間、及び第２の擬似パッド８２と絶縁膜６０との間に設けられていてもよい。
【００５２】
III族窒化物半導体レーザ１は、ｎ電極（第３の電極）７３を備えている。ｎ電極７３は、基板１０の裏面１０ｂの上に設けられている。ｎ電極７３は、例えば、Ａｕ，Ｔｉ，Ａｌの少なくともいずれかを含むことができる。一実施例としては、ｎ電極７３は、Ａｕ／Ｔｉ／Ａｌ（６００ｎｍ／５０ｎｍ／５０ｎｍ）といった積層された金属膜であることができる。
【００５３】
引き続き、III族窒化物半導体レーザ１を製造する方法について説明する。図３〜図９は、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法の主要な工程を示す図である。この方法では、まず、図３の（ａ）部に示されるように、基板１１を準備する（工程Ｓ１０１）。基板１１は、III族窒化物半導体からなる主面１０ａを有する。基板１１は、III族窒化物半導体からなる。基板１１のIII族窒化物半導体は、例えばＧａＮやＩｎＮやＡｌＮ、或いはそれらの混合物質等であることができる。一実施例としては、基板１１のIII族窒化物半導体は、ＧａＮである。主面１０ａは、III族窒化物半導体のｃ軸の方向に延びる基準軸（ベクトルＶＣによって示される）に直交する平面ＣＰから、ｍ軸方向に傾斜している。したがって、主面１０ａは、半極性を示す。主面１０ａの平面ＣＰに対する傾斜角度θは、例えば１０度以上８０度以下の範囲である。傾斜角度θがこの範囲内であると、主面１０ａの半極性が強く現れる。或いは、傾斜角度θは、例えば、６３度以上８０度以下の範囲であることができる。
【００５４】
図１の（ｂ）部に示されるように、基板１１の主面１０ａの上にIII族窒化物半導体からなる半導体積層２５を成長することにより、エピタキシャル基板Ｅを形成する（工程Ｓ１０２）。半導体積層２５は、ｎ型III族窒化物半導体層３０、活性層４０、及びｐ型III族窒化物半導体層５０のための半導体層５５を含む。ｎ型III族窒化物半導体層３０、活性層４０、及び半導体層５５は、基板１１の主面１０ａの法線方向に順に積層されている。
【００５５】
ｐ型III族窒化物半導体層５０のための半導体層５５は、例えば、ｐ型電子ブロック層５１、ｐ型ガイド層５２Ａ、ｐ型クラッド層５３Ａ、及びｐ型コンタクト層５４Ａを含むことができる。ｐ型電子ブロック層５１、ｐ型ガイド層５２Ａ、ｐ型クラッド層５３Ａ、及びｐ型コンタクト層５４Ａは、活性層４０の上に順に積層されている。ｐ型ガイド層５２Ａは、例えばＧａＮやＡｌＧａＮやＡｌＩｎＧａＮ等からなることができる。ｐ型クラッド層５３Ａは、例えばＧａＮやＡｌＧａＮやＡｌＩｎＧａＮ等からなることができる。ｐ型コンタクト層５４Ａは、例えばＧａＮやＡｌＧａＮやＡｌＩｎＧａＮ等からなることができる。
【００５６】
この工程では、基板１１を成長炉Ａ１に配置して、ｎ型III族窒化物半導体層３０、活性層４０、及び半導体層５５に含まれる各層を基板１１の主面１０ａの上に順にエピタキシャル成長する。成長炉Ａ１における各層の成長には、例えば、有機金属気相成長法を用いることができる。
【００５７】
エピタキシャル基板Ｅの主面Ｅａ（すなわち半導体積層２５の主面２５ａ、例えばｐ型コンタクト層５４Ａの上面）は、ベクトルＶＣによって示される基準軸に直交する平面ＣＰからｍ軸方向に傾斜している。したがって、主面Ｅａは、半極性を示す。主面Ｅａの傾斜角度は、１０度以上８０度以下の範囲であることができる。主面Ｅａの傾斜角度が１０度以上８０度以下であると、主面Ｅａの半極性が強く現れる。或いは、主面Ｅａの傾斜角度は、例えば、６３度以上８０度以下の範囲であることができる。主面Ｅａの傾斜角度が６３度以上８０度以下の範囲内であると、主面Ｅａが酸素との結合性に富む。
【００５８】
工程Ｓ１０２でエピタキシャル基板Ｅを形成した後に、そのエピタキシャル基板Ｅを成長炉Ａ１から取り出すと、エピタキシャル基板Ｅの主面Ｅａが酸素を含む大気にさらされる。このため、例えばエピタキシャル基板Ｅの表面に露出された窒化ガリウム系半導体面に自然酸化物酸化ガリウムが形成される。
【００５９】
続いて、成長炉Ａ１からエピタキシャル基板Ｅを取り出した後に、図４の（ａ）部に示されるように、例えば分子線エピタキシ（ＭＢＥ）装置といった処理装置Ａ２で加熱する（工程Ｓ１０３）。この工程における加熱の条件の一例は、加熱温度は摂氏７５０度であり、加熱時間は３０分であり、雰囲気はＧａ雰囲気である。加熱温度は、摂氏３００度以上であることができる。これは、加熱温度が摂氏３００度以下であると、ガリウム酸化物Ｇａ２Ｏ３がより蒸気圧の高いＧａ２Ｏに還元されないからである。また、加熱温度は、摂氏９００度以下であることができる。これは、活性層４０へのダメージを避けるためである。
【００６０】
続いて、エピタキシャル基板Ｅの加熱の後に、真空を破ることなく、ガリウムを含む雰囲気を処理装置Ａ２の真空チャンバ内に形成して、その雰囲気にエピタキシャル基板Ｅの主面Ｅａをさらす（工程Ｓ１０４）。この工程Ｓ１０４において、エピタキシャル基板Ｅの主面Ｅａをガリウム雰囲気にさらすことは、例えば、エピタキシャル基板Ｅの主面Ｅａにガリウムフラックスを照射することにより行うことができる。この工程における雰囲気は、窒化ガリウム系半導体の成長を避けるために、窒素を含まないことが好ましい。この工程における基板温度は、例えば摂氏３００度以上であることができる。これは、この温度以下である場合、ガリウム酸化物Ｇａ２Ｏ３がより蒸気圧の高いＧａ２Ｏに還元されないからである。また。この工程における温度は、例えば摂氏９００度以下とすることができる。これは、活性層４０へのダメージを避けるためである。この工程における熱処理のための持続時間は例えば３０分である。
【００６１】
この加熱工程Ｓ１０３及びさらす工程Ｓ１０４のための基板温度は、エピタキシャル基板Ｅの形成における成膜温度のうちの最低温度以下であることが好ましい。その場合には、加熱工程Ｓ１０３及びさらす工程Ｓ１０４における改質処理により生じる可能性のある活性層４０への熱ストレスを低減できる。活性層４０がＩｎＧａＮ層を含むとき、エピタキシャル基板Ｅの基板温度は、例えば、そのＩｎＧａＮ層の成長温度以下であることが好ましい。その場合、活性層のＩｎＧａＮ層の品質が、加熱工程Ｓ１０３及びさらす工程Ｓ１０４における熱処理により低下することを避けることができる。
【００６２】
続いて、ガリウム雰囲気を除いた後に、図４の（ｂ）部に示されるように、真空を破ることなく、処理装置Ａ２の真空チャンバ内において、エピタキシャル基板Ｅの主面Ｅａの上にＭＢＥ法により金属膜７５を成膜して、基板生産物Ｓを形成する（工程Ｓ１０５）。金属膜７５は、例えばＡｕやＮｉやＰｔ等を含むことができる。一実施例としては、金属膜７５は、Ａｕからなる。
【００６３】
この方法によれば、処理装置Ａ２の真空チャンバ内において摂氏３００度以上の基板温度で、III族窒化物半導体の成膜を行わずにエピタキシャル基板Ｅをガリウム雰囲気にさらす。このさらす工程の以前では、エピタキシャル基板ＥのIII族窒化物半導体の表面に酸化ガリウムＧａ２Ｏ３が形成されているけれども、さらす工程においてガリウムが窒化ガリウム系半導体半極性主面Ｅａへ供給されて、酸化ガリウムＧａ２Ｏ３が、半極性主面では融点の低いＧａ酸化物Ｇａ２Ｏに改質される。このＧａ酸化物Ｇａ２Ｏは、その融点に応じて、さらす工程における基板温度の作用により成長炉Ａ２の真空チャンバ内に窒化ガリウム系半導体表面から放出される。これ故に、半極性主面Ｅａが金属膜７５と接合を形成することに先立って半極性主面Ｅａ付近における酸素濃度を低減できる。これ故に、良好なオーミック接触を得ることができる。
【００６４】
この工程の後に、基板生産物Ｓを処理装置Ａ２の真空チャンバから取り出すと、基板生産物Ｓの表面が酸素を含む大気にさらされる。しがしながら、半極性面主面Ｅａは、既に金属膜７５で覆われている。したがって、この後の工程において、半極性主面Ｅａに酸素が供給されることを抑制することができる。
【００６５】
続いて、図５の（ａ）部に示されるように、基板生産物Ｓを処理装置Ａ２から取り出した後に、金属膜７５の全面にフォトレジストを塗布して、金属膜７５の上にレジスト層９１を形成する（工程Ｓ１０６）。図５の（ｂ）部に示されるように、処理装置Ａ３内において、レジスト層９１の上に第１の絶縁物層９２を形成する（工程Ｓ１０７）。第１の絶縁物層９２は、例えば酸化シリコン（例えばＳｉＯ２）とすることができる。第１の絶縁物層９２の形成には、例えば、電子ビーム蒸着を用いることができる。第１の絶縁物層９２の厚さは、例えば３００ｎｍとすることができる。
【００６６】
続いて、図６の（ａ）部に示されるように、第１の絶縁物層９２の上に、リッジ部２４を規定するストライプ状のレジストマスク９３を形成する（工程Ｓ１０８）。レジストマスク９３の幅は、リッジ部２４の幅を規定し、例えば２μｍ程度とすることができる。続いて、図６の（ｂ）部に示されるように、処理装置Ａ４内において、レジストマスク９３を用いて第１の絶縁物層９２及びレジスト層９１をエッチングして、レジスト層９１Ａと第１の絶縁物層９２Ａとからなる多層マスク９４を形成する（工程Ｓ１０９）。この工程におけるエッチングは、例えば誘導結合型反応性イオンエッチング（ＩＣＰ−ＲＩＥ）であることができる。第１の絶縁物層９２のエッチングには、例えばＣＦ４やＣＨＦ３等のガスを用いることができる。レジスト層９１のエッチングには、例えばＣＦ４やＣＨＦ３やＯ２等のガスを用いることができる。
【００６７】
図７の（ａ）部に示されるように、処理装置Ａ５内において、多層マスク９４を用いて金属膜７５及び半導体積層２５をエッチングする（工程Ｓ１１０）。このエッチングにより、金属膜７５からｐ電極７１が形成される。また、半導体積層２５からリッジ部２４を含むIII族窒化物半導体積層２０が形成される。この工程では、ＩＣＰ−ＲＩＥにより、Ａｒガスを用いて金属膜７５をエッチングし、ＢＣｌ３、Ｃｌ２ガスを用いて導体積層２５をエッチングすることができる。半導体積層２５のエッチングは、例えばｐ型ガイド層５２Ａの途中まで行うことができる。この場合、ｐ型コンタクト層５４Ａからｐ型コンタクト層５４が形成され、ｐ型クラッド層５３Ａからｐ型クラッド層５３が形成され、ｐ型ガイド層５２Ａからｐ型ガイド層５２が形成される。III族窒化物半導体積層２０は、上述したように、順に配列された第１の部分２１、第２の部分２２、及び第３の部分２３を有している。リッジ部２４は、第２の部分２２に含まれる。
【００６８】
図７の（ｂ）部に示されるように、レジストマスク９３を除去した後に、処理装置Ａ６内において、III族窒化物半導体積層２０、ｐ電極７１、及び多層マスク９４の上に第２の絶縁物層９５を形成する（工程Ｓ１１１）。これにより、絶縁物によってリッジ部２４の側面２４ｂが埋め込まれる。第２の絶縁物層９５は、例えば酸化シリコン（例えばＳｉＯ２）や窒化シリコン（ＳｉＮ）や酸化ジルコニウム（ＺｒＯ）とすることができる。また、第２の絶縁物層９５は、電子ビーム蒸着により形成することができる。第２の絶縁物層９５の厚さは、例えば３００ｎｍ〜４００ｎｍ程度とすることができる。なお、この工程においては、レジスト層９１Ａの側面には絶縁物層が形成され難い。このため、後の工程において、このレジスト層９１Ａに剥離液を浸透させることができる。
【００６９】
図８の（ａ）部に示されるように、リフトオフ法によって、多層マスク９４及び多層マスク９４の上の第２の絶縁物層９５を除去する（工程Ｓ１１２）。これにより、絶縁膜６０が形成される。絶縁膜６０は、ｐ電極７１の上に開口部６１を有する。この工程においては、例えば、摂氏１２０度の剥離液と超音波によって、レジスト層９１Ａを剥離する。
【００７０】
続いて、図８の（ｂ）部に示されるように、第１の部分２１及び絶縁膜６０の上に第１の擬似パッド８１を形成すると共に、第３の部分２３及び絶縁膜６０の上に第２の擬似パッド８２を形成する（工程Ｓ１１３）。第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２は、リフトオフ法により形成することができる。第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２は、金属から形成することができる。第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２は、例えば、Ｐｔ，Ａｕ，Ｔｉの少なくともいずれかを含むことができる。
【００７１】
一実施例としては、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２は、Ｐｔ／Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉ（３０ｎｍ／４５０ｎｍ／３０ｎｍ／２０ｎｍ）といった積層された金属膜とすることができる。その場合には、例えば、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２のためのパターンを有するレジスト層をリソグラフィによって形成した後に、そのレジスト層及び絶縁膜６０の上にＰｔ／Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉを蒸着し、レジスト層を除去することにより、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２を形成することができる。
【００７２】
図９の（ａ）部に示されるように、ｐ電極７１、第１の擬似パッド８１、及び第２の擬似パッド８２の上にｐパッド電極７２を形成する（工程Ｓ１１４）。このとき、リッジ部２４の側面２４ｂの上の絶縁膜６０と、第１のパッド８１及び第２のパッド８２との間にもｐパッド電極７２が形成される。ｐパッド電極７２は、例えば、Ａｕ，Ｐｔ，Ｔｉのいずれかを含むことができる。一実施例では、ｐパッド電極７２は、Ａｕ／Ｐｔ／Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉ（３００ｎｍ／３０ｎｍ／４５０ｎｍ／３０ｎｍ／２０ｎｍ）といったように積層した金属膜とすることができる。ｐパッド電極７２は、例えばリフトオフ法により形成することができる。ここでは、ｐパッド電極７２は、ｐ電極７１に接合すると共に、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２を覆っている。
【００７３】
続いて、基板１１を裏面側から研磨する。この研磨は、基板１１の厚さが例えば８０μｍとなるように行うことができる。その後、例えばＢＣｌ３、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰ−ＲＩＥにより、研磨のダメージ層をエッチングする。これにより、基板１０を形成する。そして、図９の（ｂ）部に示されるように、基板１０の裏面１０ｂにｎ電極７３を形成する（Ｓ１１５）。ｎ電極７３は、例えば、Ａｕ，Ｔｉ，Ａｌのいずれかを含むことができる。一実施例では、ｎ電極７３は、Ａｕ／Ｔｉ／Ａｌ（６００ｎｍ／５０ｎｍ／５０ｎｍ）を真空蒸着炉にて蒸着することで形成することができる。その後、以上の工程により生産された生産物をチップ化することによって、図１及び図２に示されるIII族窒化物半導体レーザ１が製造される。
【００７４】
なお、上記の方法においては、ｐ電極７１がＭＢＥ法によりＡｕから形成される場合、図１０に示されるように、プロセス温度が高くなると接触抵抗が大きくなるため、ｐ電極７１を形成する工程Ｓ１０５以降の工程を、プロセス温度が摂氏３００度を超えないように実施することが好ましい。特に、ＩＣＰ−ＲＩＥによるドライエッチング、電極形成、及び絶縁膜（絶縁物層）形成において、摂氏１５０度を超えないようにすることが好ましい。
【００７５】
また、上記の方法においては、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２を形成する工程の後に、ｐパッド電極７２を形成する工程を行っている。ｐパッド電極７２を形成する工程の後に、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２を形成する工程を行ってもよい。その場合には、ｐパッド電極７２は、ｐ電極７１の上、第１の擬似パッド８１と絶縁膜６０との間、及び第２の擬似パッド８２と絶縁膜６０との間に形成されることとなる。
【００７６】
図１１は、III族窒化物半導体レーザ１が実装されたレーザ装置の模式図である。図１１に示されるように、レーザ装置１００は、III族窒化物半導体レーザ１と、III族窒化物半導体レーザ１を搭載するためのサブマウント１１０といった搭載部材と、III族窒化物半導体レーザ１とサブマウント１１０とを接着するための半田１２０といった導電性接着部材とを備えている。サブマウント１１０は、主面１１０ａを有している。半田１２０は、サブマウント１１０の主面１１０ａの上に配置されている。半田１２０は、例えばＡｕＳｎ半田とすることができる。III族窒化物半導体レーザ１は、そのような半田１２０によって、サブマウント１１０の主面１１０ａに接着されている。III族窒化物半導体レーザ１は、ｐパッド電極７２をサブマウント１１０に向けて実装されている（ｐダウン実装）ので、リッジ部２４は、基板１０とサブマウント１１０との間に位置している。
【００７７】
図１２の（ａ）部は、比較例に係るIII族窒化物半導体レーザを示す図である。このIII族窒化物半導体レーザ１Ａは、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２を有さない点でIII族窒化物半導体レーザ１と異なる。このため、III族窒化物半導体レーザ１Ａにおいては、リッジ部２４のみが第１の部分２１の上面２１ａ及び第３の部分２３の上面２３ａを基準にして突出している。このようなIII族窒化物半導体レーザ１Ａをｐダウン実装すると、以下のような問題が生じる。
【００７８】
すなわち、図１２の（ｂ）部に示されるように、III族窒化物半導体レーザ１Ａをｐダウン実装すると、その実装の際の応力がリッジ部２４に集中する。より具体的には、III族窒化物半導体レーザ１Ａをｐダウン実装するとき、ｐパッド電極７２と半田１２０とが合金化する際に生じる歪が、リッジ部２４に集中する。このため、III族窒化物半導体レーザ１Ａにおいては、デバイス不良が生じる場合がある。
【００７９】
また、図１２の（ｃ）部に示されるように、III族窒化物半導体レーザ１Ａをｐダウン実装すると、III族窒化物半導体レーザ１Ａがサブマウント１１０の主面１１０ａに対して傾くことがある。III族窒化物半導体レーザ１Ａが傾くと、III族窒化物半導体レーザ１Ａの電極だけでなく、III族窒化物半導体レーザ１Ａの半導体層の側面にも半田１２０が付着する。その場合には、III族窒化物半導体レーザ１Ａの半導体層と電極とが、半田１２０を解してショートする。このショートにより、リーク不良が生じる。
【００８０】
これに対して、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザ１は、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２を有しているため、上記のような問題を解決することができる。より具体的には、III族窒化物半導体レーザ１は、III族窒化物半導体積層２０を備えている。III族窒化物半導体積層２０は、順に配列された第１の部分２１、第２の部分２２、及び第３の部分２３を有している。リッジ部２４は、第２の部分２２に含まれている。そして、第１の部分２１の上に第１の擬似パッド８１が配置されており、第３の部分２３の上に第２の擬似パッド８２が配置されている。このために、ｐダウン実装の際に生じる応力が、第１の擬似パッド８１と第２の擬似パッド８２とリッジ部２４とに分けられる。このため、当該応力がリッジ部２４に集中することが避けられる。よって、デバイス不良が生じることが避けられる。また、このIII族窒化物半導体レーザ１をｐダウン実装するとき、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２によってサブマウント１１０が支持されるので、III族窒化物半導体レーザ１がサブマウント１１０の主面１１０ａに対して傾斜することが抑制される。よって、リーク不良が生じることが避けられる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、実装時において、リッジ部への応力の集中を避けることが可能であると共に傾くことを抑制可能なIII族窒化物半導体レーザ、レーザ装置、及びIII族窒化物半導体レーザを製造する方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１…III族窒化物半導体レーザ、１０…基板、２０…III族窒化物半導体積層、２１…第１の部分、２１ａ…上面、２１ｂ…側面、２２…第２の部分、２３…第３の部分、２３ａ…上面、２３ｂ…側面、２４…リッジ部、２４ａ…上面、２４ｂ…側面、２５ａ，Ｅａ…主面、６０…絶縁膜、６１…開口部、７１…ｐ電極、７２…ｐパッド電極、７５…金属膜、８１…第１の擬似パッド、８１ａ…上面、８２…第２の擬似パッド、８２ａ…上面、９１…レジスト層、９２…第１の絶縁物層、９３…レジストマスク、９４…多層マスク、９５…第２の絶縁物層、１００…レーザ装置、１１０…サブマウント、１１０ａ…主面、１２０…半田。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、III族窒化物半導体レーザ、レーザ装置、及びIII族窒化物半導体レーザを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＧａＮ基板を用いた化合物半導体レーザの作製方法が記載されている。特許文献１に記載の作製方法においては、単一のリッジ部（シングルリッジ構造）を有する化合物半導体レーザを作製している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−９８３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シングルリッジ構造を有する半導体レーザの作製方法では、例えば、ｎ型ＧａＮ基板上に、アンドープＧａＮバッファ層、ｎ型ＧａＮコンタクト層、活性層、ｐ型ＡｌＧａＮキャリアブロック層、ｐ型ＧａＮ光ガイド層、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、及びｐ型ＧａＮコンタクト層を順次積層して積層基板を形成する。その積層基板の表面に、ｐ側コンタクト電極層を形成する。そのｐ側コンタクト電極層の上に、ＳｉＮよりなる第１のマスク層、Ａｌよりなる第２のマスク層、及びＳｉＮよりなる第３のマスク層を積層する。
【０００５】
続いて、第３のマスク層の上に、ストライプ状のパターンを有するレジストマスクを形成する。そのレジストマスクをマスクとした反応性イオンエッチングにより、第３のマスク層、第２のマスク層、第１のマスク層、及びｐ側コンタクト電極層を順次エッチングする。このエッチングにより、第３のマスク層、第２のマスク層、及び第１のマスク層からストライプ状の積層マスク部を形成すると共に積層基板の表面を露出させる。続いて、レジストマスクを除去した後に、積層マスク部をマスクとした反応性イオンエッチングによって、積層基板をエッチングする。このエッチングにより、ストライプ状のリッジ部が形成される。これにより、シングルリッジ構造を有する半導体レーザが作製される。
【０００６】
このシングルリッジ構造を有する半導体レーザは、ｐダウン実装によりレーザ装置に実装することができる。ｐダウン実装では、半導体レーザの基板とレーザ装置の搭載部材との間にリッジ部が配置される。シングルリッジ構造を有する半導体レーザにおいては、ｐダウン実装の際に生じる応力がリッジ部に集中することがある。また、シングルリッジ構造を有する半導体レーザは、ｐダウン実装の際に、搭載部材に対して傾くことがある。
【０００７】
本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、実装時において、リッジ部への応力の集中を避けることが可能であると共に傾くことを抑制可能なIII族窒化物半導体レーザ、レーザ装置、及びIII族窒化物半導体レーザを製造する方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係るIII族窒化物半導体レーザは、（ａ）基板の上に設けられリッジ部を含むIII族窒化物半導体積層と、（ｂ）前記III族窒化物半導体積層の上に設けられた絶縁膜と、（ｃ）前記リッジ部の上面と接合を成す第１の電極と、（ｄ）前記絶縁膜及び前記第１の電極の上に設けられた第２の電極と、（ｅ）前記絶縁膜の上に設けられ前記リッジ部の延在方向に延びる第１及び第２のパッドと、を備える。前記III族窒化物半導体積層は、前記リッジ部の延在方向に交差する方向に順に配列された第１の部分、第２の部分、及び第３の部分を有する。前記第２の部分は前記リッジ部を含む。前記絶縁膜は、前記第１の部分の上面、前記第３の部分の上面、及び前記リッジ部の側面の上に設けられている。前記第１のパッドは前記第１の部分の上に設けられており、前記第２のパッドは前記第３の部分の上に設けられている。前記リッジ部の前記上面は半極性面である。
【０００９】
このIII族窒化物半導体レーザは、リッジ部を含むIII族窒化物半導体積層を備えている。III族窒化物半導体積層は、順に配列された第１の部分、第２の部分、及び第３の部分を有している。リッジ部は、第２の部分に含まれている。第１の部分の上に第１のパッドが設けられており、第３の部分の上に第２のパッドが設けられている。このIII族窒化物半導体レーザは、第２の電極をレーザ装置の搭載部材に向けてレーザ装置に実装することができる。このIII族窒化物半導体レーザによれば、その実装の際に生じる応力を、第１のパッドと第２のパッドとリッジ部とで分けることができる。よって、その応力がリッジ部に集中することを避けることが可能となる。また、III族窒化物半導体レーザを、第２の電極をレーザ装置の搭載部材に向けてレーザ装置に実装するとき、第１及び第２のパッドが搭載部材を支持することが可能となるので、III族窒化物半導体レーザが搭載部材に対して傾くことを抑制可能となる。
【００１０】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザにおいては、前記第１の部分の前記上面から前記第１のパッドの上面までの距離、及び、前記第３の部分の前記上面から前記第２のパッドの上面までの距離は、前記リッジ部の高さ以上であることができる。このIII族窒化物半導体レーザによれば、第１及び第２のパッドの上面が、リッジ部の上面を基準とする面上となるか、或いは、リッジ部の上面を基準として突出する。このために、当該応力がリッジ部に集中することを確実に避けることが可能となる。また、III族窒化物半導体レーザを、第２の電極をレーザ装置の搭載部材に向けてレーザ装置に実装するとき、III族窒化物半導体レーザが搭載部材に対して傾くことを防止することが可能となる。
【００１１】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザにおいては、前記第１及び第２のパッドは、前記リッジ部の前記側面の上の前記絶縁膜から離間していることができる。このIII族窒化物半導体レーザによれば、リッジ部から離間した位置において、第１及び第２のパッドによって搭載部材を支持することが可能となる。
【００１２】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザにおいては、前記第１のパッドは、前記第１の部分の前記上面に沿う方向について、前記第１の部分の側面から離間しており、前記第２のパッドは、前記第３の部分の前記上面に沿う方向について、前記第３の部分の側面から離間していることができる。このIII族窒化物半導体レーザによれば、第１及び第２のパッドが素子分離の妨げになることを防止できる。
【００１３】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザにおいては、前記第１及び第２のパッドは、金属からなることができる。このIII族窒化物半導体レーザによれば、金属製の第１及び第２のパッドにより放熱性が向上される。
【００１４】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザにおいては、前記第１及び第２のパッドは、Ｐｔ，Ａｕ，Ｔｉの少なくともいずれかを含むことができる。
【００１５】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザにおいては、前記リッジ部の前記上面は、III族窒化物半導体のｃ軸に沿って延びる基準軸に直交する面から１０度以上８０度以下の範囲の角度で傾斜していることができる。この場合、リッジ部の上面において半極性が強く現れる。
【００１６】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザにおいては、第２の電極は、第１及び第２のパッドの上に設けられていることができる。或いは、本発明に係るIII族窒化物半導体レーザにおいては、前記第２の電極は、前記第１及び第２のパッドと前記絶縁膜との間に設けられていることができる。
【００１７】
本発明に係るレーザ装置は、（ａ）上記のIII族窒化物半導体レーザと、（ｂ）主面を有する搭載部材と、（ｃ）前記搭載部材の前記主面の上に配置された導電性接着部材と、を備える。前記III族窒化物半導体レーザは、前記導電性接着部材によって前記搭載部材の前記主面に接着されている。前記リッジ部は、前記基板と前記搭載部材との間に配置されている。
【００１８】
このレーザ装置においては、上述したIII族窒化物半導体レーザが、そのリッジ部が基板と搭載部材との間に位置するように実装されている。したがって、このレーザ装置においては、III族窒化物半導体レーザの実装の際に生じる応力を、第１のパッドと第２のパッドとリッジ部とで分けることができる。よって、その応力がリッジ部に集中することを避けることができる。また、このレーザ装置によれば、III族窒化物半導体レーザの実装の際に、第１及び第２のパッドが搭載部材を支持するので、搭載部材に対してIII族窒化物半導体レーザが傾くことを抑制できる。
【００１９】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法は、（ａ）真空チャンバ内において、III族窒化物半導体からなる半導体積層の主面の上に分子線エピタキシ法により金属膜を成膜する工程と、（ｂ）前記金属膜の上にレジスト層を形成する工程と、（ｃ）前記レジスト層の上に第１の絶縁物層を形成する工程と、（ｄ）リッジ部を規定するレジストマスクを前記第１の絶縁物層の上に形成する工程と、（ｅ）前記レジストマスクを用いて前記第１の絶縁物層及び前記レジスト層をエッチングして、多層マスクを形成する工程と、（ｆ）前記多層マスクを用いて前記金属膜及び前記半導体積層をエッチングして、前記金属膜から第１の電極を形成すると共に、前記半導体積層からIII族窒化物半導体積層を形成する工程と、（ｇ）前記III族窒化物半導体積層、及び前記多層マスクの上に第２の絶縁物層を形成する工程と、（ｈ）前記多層マスク及び前記多層マスクの上の前記第２の絶縁物層をリフトオフ法により除去して、前記第１の電極の上に開口部を有する絶縁膜を形成する工程と、（ｉ）前記絶縁膜の上に第１及び第２のパッドを形成する工程と、（ｊ）前記絶縁膜及び前記第１の電極の上に第２の電極を形成する工程と、を備える。前記III族窒化物半導体積層はリッジ部を含む。前記III族窒化物半導体積層は、前記リッジ部の延在方向に順に配列された第１の部分、第２の部分、及び第３の部分を含む。前記第２の部分は前記リッジ部を含む。前記絶縁膜は、前記第１の部分の上面、前記第３の部分の上面、及び前記リッジ部の側面の上に設けられている。前記第１のパッドは、前記第１の部分の上に設けられており、前記第２のパッドは、前記第３の部分の上に設けられている。前記半導体積層の前記主面は半極性面である。前記第１の電極は前記リッジ部の上面と接合をなしている。
【００２０】
このIII族窒化物半導体レーザを製造する方法においては、各工程に先立って、半導体積層の半極性の主面の上に第１の電極のための金属膜を成膜する。このため、その後の工程において、半導体積層の主面へ酸素が供給されることが抑制される。この方法においては、半導体積層の主面の上に金属膜を成膜した後に、絶縁膜の形成やリッジ部の形成を行う。すなわち、この方法においては、当該金属膜の上にレジスト層と第１の絶縁物層とを積層する。続いて、リッジ部を規定するレジストマスクを第１の絶縁物層の上に形成した後に、そのレジストマスクを用いたエッチングにより、多層マスクを形成する。その多層マスクを用いたエッチングにより、リッジ部を含むIII族窒化物半導体積層と第１の電極とを形成する。その後、絶縁膜を介して、III族窒化物半導体積層の第１の部分の上に第１のパッドを設けると共に、第３の部分に第２のパッドを設ける。その一方で、第１の電極に接合された第２の電極を設ける。このようにして製造されるIII族窒化物半導体レーザは、第２の電極をレーザ装置の搭載部材に向けてレーザ装置に実装することができる。このIII族窒化物半導体レーザによれば、その実装の際に生じる応力を、第１のパッドと第２のパッドとリッジ部とで分けることができる。つまり、この方法によれば、当該応力がリッジ部に集中することを避けることが可能なIII族窒化物半導体を製造することができる。また、この方法により製造されるIII族窒化物半導体レーザを、第２の電極をレーザ装置の搭載部材に向けてレーザ装置に実装するとき、第１及び第２のパッドが搭載部材を支持することが可能となる。つまり、この方法によれば、実装時において搭載部材に対して傾くことを抑制可能なIII族窒化物半導体レーザを製造することができる。
【００２１】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法は、前記金属膜を成膜する工程の前に、前記真空チャンバ内において前記半導体積層の前記主面をガリウム雰囲気にさらす工程をさらに備え、前記半導体積層の前記主面は、窒化ガリウム系半導体からなる半極性面であることができる。この方法によれば、真空チャンバ内で半導体積層の主面をガリウム雰囲気にさらすことにより、半導体積層の主面の酸素濃度を低減することができる。このため、酸素濃度が低減された半導体積層の主面の上に、電極のための金属膜を形成することができる。
【００２２】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法は、前記第１及び第２のパッドを形成する工程においては、リフトオフ法によって前記第１及び第２のパッドを形成することができる。
【００２３】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法においては、前記第１の部分の前記上面から前記第１のパッドの上面までの距離、及び、前記第３の部分の前記上面から前記第２のパッドの上面までの距離が、前記リッジ部の高さ以上であることができる。この方法により製造されるIII族窒化物半導体レーザにおいては、第１及び第２のパッドの上面が、リッジ部の上面を基準とする面上となるか、或いは、リッジ部の上面を基準として突出する。よって、当該応力がリッジ部に集中することを確実に避けることが可能であると共に、実装時において搭載部材に対して傾くことを防止可能なIII族窒化物半導体レーザを製造することができる。
【００２４】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法においては、前記第１及び第２のパッドが前記リッジ部の前記側面の上の前記絶縁膜から離間していることができる。この方法によれば、第１及び第２のパッドによる搭載部材の支持を、リッジ部のから離間した位置において行うことが可能なIII族窒化物半導体レーザを製造することができる。
【００２５】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法においては、前記第１及び第２のパッドは、金属からなることができる。この方法によれば、金属製の第１及び第２のパッドにより放熱性が向上されるIII族窒化物半導体レーザを製造することができる。
【００２６】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法においては、前記第１及び前記第２のパッドは、Ｐｔ，Ａｕ，Ｔｉの少なくともいずれかを含むことができる。
【００２７】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法においては、前記半導体積層の前記主面及び前記リッジ部の前記上面は、III族窒化物半導体のｃ軸に沿って延びる基準軸に直交する面から１０度以上８０度以下の範囲の角度で傾斜していることができる。この場合、半導体層の主面及びリッジ部の上面において半極性が強く現れる。
【００２８】
本発明に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法においては、前記半導体積層の前記主面は、III族窒化物半導体のｃ軸に沿って延びる基準軸に直交する面から６３度以上８０度以下の範囲の角度で傾斜していることができる。半導体積層の主面の傾斜角度が上記の範囲である場合には、半導体層の主面が酸素との結合性に富む。したがって、各工程に先立って半導体積層の主面の上に金属膜を成膜することが重要となる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、実装時において、リッジ部への応力の集中を避けることが可能であると共に傾くことを抑制可能なIII族窒化物半導体レーザ、レーザ装置、及びIII族窒化物半導体レーザを製造する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザを示す一部切り欠き斜視図である。
【図２】図１に示されたIII族窒化物半導体レーザの平面図である。
【図３】本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法の主要な工程を示す図である。
【図４】本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法の主要な工程を示す図である。
【図５】本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法の主要な工程を示す図である。
【図６】本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法の主要な工程を示す図である。
【図７】本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法の主要な工程を示す図である。
【図８】本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法の主要な工程を示す図である。
【図９】本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法の主要な工程を示す図である。
【図１０】プロセス温度と接触抵抗との関係を示すグラフである。
【図１１】本実施の形態に係るレーザ装置を示す模式図である。
【図１２】比較例に係るIII族窒化物半導体レーザを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
引き続いて、添付図面を参照しながら、III族窒化物半導体レーザ、レーザ装置、及びIII族窒化物半導体レーザを製造する方法に係る実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００３２】
図１は、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザを示す一部切り欠き斜視図である。図１には、III族窒化物半導体のｃ軸、ｍ軸、及びａ軸がそれぞれ示されている。図２は、図１に示されたIII族窒化物半導体レーザの平面図である。図１及び図２に示されるように、III族窒化物半導体レーザ１は、基板１０を備えている。基板１０は、III族窒化物半導体からなる主面１０ａを有している。基板１０は、III族窒化物半導体からなる。基板１０のIII族窒化物半導体は、例えばＧａＮやＩｎＮやＡｌＮ、或いはそれらの混合物質等からなることができる。
【００３３】
主面１０ａは、III族窒化物半導体のｃ軸の方向に延びる基準軸（ベクトルＶＣによって示される）に直交する平面ＣＰから、ｍ軸の方向に傾斜している。したがって、主面１０ａは半極性を示す。主面１０ａの平面ＣＰに対する傾斜角度θは、例えば１０度以上８０度以下の範囲である。傾斜角度θがこの範囲内であると、主面１０ａの半極性が強く現れる。或いは、傾斜角度θは、例えば、６３度以上８０度以下の範囲であることができる。
【００３４】
III族窒化物半導体レーザ１は、III族窒化物半導体積層２０を備えている。III族窒化物半導体積層２０は、基板１０の主面１０ａの上に設けられている。III族窒化物半導体積層２０は、ｎ型III族窒化物半導体層３０といった第１導電型III族窒化物半導体層、活性層４０、及びｐ型III族窒化物半導体層５０といった第２導電型III族窒化物半導体層を有している。ｎ型III族窒化物半導体層３０、活性層４０、及びｐ型III族窒化物半導体層５０は、基板１０の主面１０ａの法線方向に順に積層されている。
【００３５】
ｎ型III族窒化物半導体層３０は、例えば、ｎ型バッファ層３１、ｎ型クラッド層３２、及びｎ型ガイド層３３を含むことができる。ｎ型バッファ層３１、ｎ型クラッド層３２、及びｎ型ガイド層３３は、基板１０の主面１０ａの上に順に積層されている。ｎ型バッファ層３１は、例えばＧａＮやＡｌＧａＮやＡｌＩｎＧａＮ等からなることができる。ｎ型クラッド層３２は、例えばＧａＮやＡｌＧａＮやＡｌＩｎＧａＮ等からなることができる。ｎ型ガイド層３３は、例えばＧａＮやＡｌＧａＮやＡｌＩｎＧａＮ等からなることができる。
【００３６】
活性層４０は、交互に配列された障壁層４１及び井戸層４２を含む量子井戸構造を有している。障壁層４１は、例えば、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等からなることができる。井戸層４２は、例えば、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等からなることができる。障壁層４１のバンドギャップは、井戸層４２のバンドギャップよりも大きい。
【００３７】
ｐ型III族窒化物半導体層５０は、例えば、ｐ型電子ブロック層５１、ｐ型ガイド層５２、ｐ型クラッド層５３、及びｐ型コンタクト層５４を含むことができる。ｐ型電子ブロック層５１、ｐ型ガイド層５２、ｐ型クラッド層５３、及びｐ型コンタクト層５４は、活性層４０の上に順に積層されている。ｐ型電子ブロック層５１は、例えばＧａＮやＡｌＧａＮやＡｌＩｎＧａＮ等からなることができる。ｐ型ガイド層５２は、例えばＧａＮやＡｌＧａＮやＡｌＩｎＧａＮ等からなることができる。ｐ型クラッド層５３は、例えばＧａＮやＡｌＧａＮやＡｌＩｎＧａＮ等からなることができる。ｐ型コンタクト層５４は、例えばＧａＮやＡｌＧａＮやＡｌＩｎＧａＮ等からなることができる。
【００３８】
III族窒化物半導体積層２０は、リッジ部２４を有している。III族窒化物半導体積層２０は、第１の部分２１、第２の部分２２、及び第３の部分２３を有している。第１の部分２１、第２の部分２２、及び第３の部分２３は、リッジ部２４の延在方向に交差する方向に順に配列されている。リッジ部２４は、第２の部分２２に含まれている。リッジ部２４は、例えば、ｐ型ガイド層５２の一部、ｐ型クラッド層５３、及びｐ型コンタクト層５４を含むことができる。リッジ部２４の上面２４ａは、例えばｐ型コンタクト層５４の上面である。リッジ部２４の幅Ｗ２４は、例えば１〜２μｍ程度であることができる。
【００３９】
リッジ部２４の上面２４ａは、ベクトルＶＣによって示される基準軸に直交する平面ＣＰから、ｍ軸の方向に傾斜している。リッジ部２４の上面２４ａの平面ＣＰに対する傾斜角度は、例えば１０度以上８０度以下の範囲であることができる。上面２４ａの傾斜角度が１０度以上８０度以下であると、上面２４ａの半極性が強く現れる。或いは、上面２４ａの傾斜角度は、例えば、６３度以上８０度以下の範囲であることができる。上面２４ａの傾斜角度が６３度以上８０度以下の範囲内であると、上面２４ａが酸素との結合性に富む。
【００４０】
III族窒化物半導体レーザ１は、絶縁膜６０を備えている。絶縁膜６０は、III族窒化物半導体積層２０の上に設けられている。より具体的には、絶縁膜６０は、第１の部分２１の上面２１ａ、第３の部分２３の上面２３ａ、及びリッジ部２４の側面２４ｂの上に設けられている。絶縁膜６０は、リッジ部２４の上面２４ａの上において開口部６１を有している。絶縁膜６０は、例えば酸化シリコン（例えばＳｉＯ２）や窒化シリコン（ＳｉＮ）や酸化ジルコニウム（ＺｒＯ）等からなることができる。
【００４１】
III族窒化物半導体レーザ１は、ｐ電極７１といった第１の電極を備えている。ｐ電極７１は、絶縁膜６０の開口部６１において、リッジ部２４の上面２４ａの上に配置されている。ｐ電極７１は、リッジ部２４の上面２４ａと接合をなしている。ｐ電極７１は、例えば、ＡｕやＮｉやＰｔ等を含むことができる。一実施例としては、ｐ電極７１は、Ａｕからなる。
【００４２】
III族窒化物半導体レーザ１は、第１の擬似パッド８１といった第１のパッド及び第２の擬似パッド８２といった第２のパッドを備えている。第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２は、絶縁膜６０の上に設けられている。特に、第１の擬似パッド８１は、III族窒化物半導積層体２０の第１の部分２１の上に設けられており、第２の擬似パッド８２は、III族窒化物半導体積層２０の第３の部分２３の上に設けられている。
【００４３】
第１の擬似パッド８１は、リッジ部２４の延在方向に沿って延びている。第１の擬似パッド８１は、ストライプ形状を有している。第１の擬似パッド８１は、上面８１ａを有している。第１の擬似パッド８１の上面８１ａから第１の部分２１の上面２１ａまでの距離Ｄ８１は、リッジ部２４の高さＨ２４以上である。したがって、第１の擬似パッド８１の上面８１ａは、リッジ部２４の上面２４ａを基準とする面上となるか、或いはリッジ部２４の上面２４ａを基準とする面から突出している。第１の擬似パッド８１の幅Ｗ８１は、例えば１００μｍ程度とすることができる。
【００４４】
第１の擬似パッド８１は、一対の側面８１ｂ，８１ｃを有している。側面８１ｂ及び側面８１ｃは、リッジ部２４の延在方向に交差する方向に沿って配列されている。第１の擬似パッド８１の幅Ｗ８１は、側面８１ｂと側面８１ｃとの距離である。側面８１ｂは、側面８１ｃよりもIII族窒化物半導体レーザ１の外縁側に位置している。側面８１ｂは、第１の部分２１の上面２１ａに沿う方向について、第１の部分２１の側面２１ｂ（すなわちIII族窒化物半導体レーザ１のエッジＥ１）から離間している。また、第１の擬似パッド８１の側面８１ｃは、リッジ部２４の側面２４ｂの上の絶縁膜６０から離間している。
【００４５】
第１の擬似パッド８１は、一対の端面８１ｄ，８１ｅを有している。端面８１ｄ及び端面８１ｅは、リッジ部２４の延在方向に沿って配列されている。端面８１ｄは、第１の部分２１の上面２１ａに沿う方向について、第１の部分２１の端面２１ｃ（すなわちIII族窒化物半導体レーザ１のエッジＥ２）から離間している。端面８１ｅは、第１の部分２１の上面２１ａに沿う方向について、第１の部分２１の端面２１ｄ（すなわちIII族窒化物半導体レーザ１のエッジＥ３）から離間している。
【００４６】
第２の擬似パッド８２は、リッジ部２４の延在方向に沿って延びている。第２の擬似パッド８２は、ストライプ形状を有している。第２の擬似パッド８２は、上面８２ａを有している。第２の擬似パッド８２の上面８２ａから第３の部分２３の上面２３ａまでの距離Ｄ８２は、リッジ部２４の高さＨ２４以上である。したがって、第２の擬似パッド８２の上面８２ａは、リッジ部２４の上面２４ａを基準とする面上となるか、或いはリッジ部２４の上面２４ａを基準とする面から突出している。第２の擬似パッド８２の幅Ｗ８２は例えば１００μｍ程度とすることができる。距離Ｄ８１と距離Ｄ８２とは略同一である。
【００４７】
第２の擬似パッド８２は、一対の側面８２ｂ，８２ｃを有している。側面８２ｂ及び側面８２ｃは、リッジ部２４の延在方向に交差する方向に沿って配列されている。第２の擬似パッド８２の幅Ｗ８２は、側面８２ｂと側面８２ｃとの距離である。側面８２ｂは、側面８２ｃよりもIII族窒化物半導体レーザ１の外延側に位置している。側面８２ｂは、第３の部分２３の上面２３ａに沿う方向について、第３の部分２３の側面２３ｂ（すなわちIII族窒化物半導体レーザ１のエッジＥ４）から離間している。また、第２の擬似パッド８２の側面８２ｃは、リッジ部２４の側面２４ｂの上の絶縁膜６０から離間している。
【００４８】
第２の擬似パッド８２は、一対の端面８２ｄ，８２ｅを有している。端面８２ｄ及び端面８２ｅは、リッジ部２４の延在方向に沿って配列されている。端面８２ｄは、第３の部分２３の上面２３ａに沿う方向について、第３の部分２３の端面２３ｃ（すなわちエッジＥ２）から離間している。端面８２ｅは、第３の部分２３の上面２３ａに沿う方向について、第３の部分２３の端面２３ｄ（すなわちエッジＥ３）から離間している。
【００４９】
第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２は、例えば、金属からなることができる。第１のパッド８１及び第２のパッド８２が、リッジ部２４に沿って延びると共にリッジ部２４に比べて幅広であり、且金属からなる場合には、リッジ部２４近傍において生じた熱を、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２を解して速やかにリッジ部２４近傍から拡散させることが可能となる（すなわち放熱性が向上する）。
【００５０】
第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２は、例えば、Ｐｔ，Ａｕ，Ｔｉの少なくともいずれかを含むことができる。第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２がＰｔを含む場合、ＴｉとＡｕの接触抵抗の高い合金層を防止することができる。第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２がＡｕを含む場合、電極が厚くなる事での歪を緩和することができる。第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２がＴｉを含む場合、パッドの密着性確保に役立つ。一実施例としては、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２は、Ｐｔ／Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉ（３０ｎｍ／４５０ｎｍ／３０ｎｍ／２０ｎｍ）といった積層された金属膜であることができる。
【００５１】
III族窒化物半導体レーザ１は、ｐパッド電極７２といった第２の電極を備えている。ｐパッド電極７２は、絶縁膜６０及びｐ電極７１の上に設けられている。より具体的には、ｐパッド電極７２は、ｐ電極７１、第１の擬似パッド８１、及び第２の擬似パッド８２の上に配置されている。ｐパッド電極７２は、ｐ電極７１と接合をなしている。ｐパッド電極７２は、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２を覆っている。ｐパッド電極７２は、例えば、Ａｕ，Ｐｔ，Ｔｉの少なくともいずれかを含むことができる。一実施例としては、ｐパッド電極７２は、Ａｕ／Ｐｔ／Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉ（３００ｎｍ／３０ｎｍ／４５０ｎｍ／３０ｎｍ／２０ｎｍ）といった積層された金属膜であることができる。なお、ｐパッド電極７２は、ｐ電極７１の上、第１の擬似パッド８１と絶縁膜６０との間、及び第２の擬似パッド８２と絶縁膜６０との間に設けられていてもよい。
【００５２】
III族窒化物半導体レーザ１は、ｎ電極（第３の電極）７３を備えている。ｎ電極７３は、基板１０の裏面１０ｂの上に設けられている。ｎ電極７３は、例えば、Ａｕ，Ｔｉ，Ａｌの少なくともいずれかを含むことができる。一実施例としては、ｎ電極７３は、Ａｕ／Ｔｉ／Ａｌ（６００ｎｍ／５０ｎｍ／５０ｎｍ）といった積層された金属膜であることができる。
【００５３】
引き続き、III族窒化物半導体レーザ１を製造する方法について説明する。図３〜図９は、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザを製造する方法の主要な工程を示す図である。この方法では、まず、図３の（ａ）部に示されるように、基板１１を準備する（工程Ｓ１０１）。基板１１は、III族窒化物半導体からなる主面１０ａを有する。基板１１は、III族窒化物半導体からなる。基板１１のIII族窒化物半導体は、例えばＧａＮやＩｎＮやＡｌＮ、或いはそれらの混合物質等であることができる。一実施例としては、基板１１のIII族窒化物半導体は、ＧａＮである。主面１０ａは、III族窒化物半導体のｃ軸の方向に延びる基準軸（ベクトルＶＣによって示される）に直交する平面ＣＰから、ｍ軸方向に傾斜している。したがって、主面１０ａは、半極性を示す。主面１０ａの平面ＣＰに対する傾斜角度θは、例えば１０度以上８０度以下の範囲である。傾斜角度θがこの範囲内であると、主面１０ａの半極性が強く現れる。或いは、傾斜角度θは、例えば、６３度以上８０度以下の範囲であることができる。
【００５４】
図１の（ｂ）部に示されるように、基板１１の主面１０ａの上にIII族窒化物半導体からなる半導体積層２５を成長することにより、エピタキシャル基板Ｅを形成する（工程Ｓ１０２）。半導体積層２５は、ｎ型III族窒化物半導体層３０、活性層４０、及びｐ型III族窒化物半導体層５０のための半導体層５５を含む。ｎ型III族窒化物半導体層３０、活性層４０、及び半導体層５５は、基板１１の主面１０ａの法線方向に順に積層されている。
【００５５】
ｐ型III族窒化物半導体層５０のための半導体層５５は、例えば、ｐ型電子ブロック層５１、ｐ型ガイド層５２Ａ、ｐ型クラッド層５３Ａ、及びｐ型コンタクト層５４Ａを含むことができる。ｐ型電子ブロック層５１、ｐ型ガイド層５２Ａ、ｐ型クラッド層５３Ａ、及びｐ型コンタクト層５４Ａは、活性層４０の上に順に積層されている。ｐ型ガイド層５２Ａは、例えばＧａＮやＡｌＧａＮやＡｌＩｎＧａＮ等からなることができる。ｐ型クラッド層５３Ａは、例えばＧａＮやＡｌＧａＮやＡｌＩｎＧａＮ等からなることができる。ｐ型コンタクト層５４Ａは、例えばＧａＮやＡｌＧａＮやＡｌＩｎＧａＮ等からなることができる。
【００５６】
この工程では、基板１１を成長炉Ａ１に配置して、ｎ型III族窒化物半導体層３０、活性層４０、及び半導体層５５に含まれる各層を基板１１の主面１０ａの上に順にエピタキシャル成長する。成長炉Ａ１における各層の成長には、例えば、有機金属気相成長法を用いることができる。
【００５７】
エピタキシャル基板Ｅの主面Ｅａ（すなわち半導体積層２５の主面２５ａ、例えばｐ型コンタクト層５４Ａの上面）は、ベクトルＶＣによって示される基準軸に直交する平面ＣＰからｍ軸方向に傾斜している。したがって、主面Ｅａは、半極性を示す。主面Ｅａの傾斜角度は、１０度以上８０度以下の範囲であることができる。主面Ｅａの傾斜角度が１０度以上８０度以下であると、主面Ｅａの半極性が強く現れる。或いは、主面Ｅａの傾斜角度は、例えば、６３度以上８０度以下の範囲であることができる。主面Ｅａの傾斜角度が６３度以上８０度以下の範囲内であると、主面Ｅａが酸素との結合性に富む。
【００５８】
工程Ｓ１０２でエピタキシャル基板Ｅを形成した後に、そのエピタキシャル基板Ｅを成長炉Ａ１から取り出すと、エピタキシャル基板Ｅの主面Ｅａが酸素を含む大気にさらされる。このため、例えばエピタキシャル基板Ｅの表面に露出された窒化ガリウム系半導体面に自然酸化物酸化ガリウムが形成される。
【００５９】
続いて、成長炉Ａ１からエピタキシャル基板Ｅを取り出した後に、図４の（ａ）部に示されるように、例えば分子線エピタキシ（ＭＢＥ）装置といった処理装置Ａ２で加熱する（工程Ｓ１０３）。この工程における加熱の条件の一例は、加熱温度は摂氏７５０度であり、加熱時間は３０分であり、雰囲気はＧａ雰囲気である。加熱温度は、摂氏３００度以上であることができる。これは、加熱温度が摂氏３００度以下であると、ガリウム酸化物Ｇａ２Ｏ３がより蒸気圧の高いＧａ２Ｏに還元されないからである。また、加熱温度は、摂氏９００度以下であることができる。これは、活性層４０へのダメージを避けるためである。
【００６０】
続いて、エピタキシャル基板Ｅの加熱の後に、真空を破ることなく、ガリウムを含む雰囲気を処理装置Ａ２の真空チャンバ内に形成して、その雰囲気にエピタキシャル基板Ｅの主面Ｅａをさらす（工程Ｓ１０４）。この工程Ｓ１０４において、エピタキシャル基板Ｅの主面Ｅａをガリウム雰囲気にさらすことは、例えば、エピタキシャル基板Ｅの主面Ｅａにガリウムフラックスを照射することにより行うことができる。この工程における雰囲気は、窒化ガリウム系半導体の成長を避けるために、窒素を含まないことが好ましい。この工程における基板温度は、例えば摂氏３００度以上であることができる。これは、この温度以下である場合、ガリウム酸化物Ｇａ２Ｏ３がより蒸気圧の高いＧａ２Ｏに還元されないからである。また。この工程における温度は、例えば摂氏９００度以下とすることができる。これは、活性層４０へのダメージを避けるためである。この工程における熱処理のための持続時間は例えば３０分である。
【００６１】
この加熱工程Ｓ１０３及びさらす工程Ｓ１０４のための基板温度は、エピタキシャル基板Ｅの形成における成膜温度のうちの最低温度以下であることが好ましい。その場合には、加熱工程Ｓ１０３及びさらす工程Ｓ１０４における改質処理により生じる可能性のある活性層４０への熱ストレスを低減できる。活性層４０がＩｎＧａＮ層を含むとき、エピタキシャル基板Ｅの基板温度は、例えば、そのＩｎＧａＮ層の成長温度以下であることが好ましい。その場合、活性層のＩｎＧａＮ層の品質が、加熱工程Ｓ１０３及びさらす工程Ｓ１０４における熱処理により低下することを避けることができる。
【００６２】
続いて、ガリウム雰囲気を除いた後に、図４の（ｂ）部に示されるように、真空を破ることなく、処理装置Ａ２の真空チャンバ内において、エピタキシャル基板Ｅの主面Ｅａの上にＭＢＥ法により金属膜７５を成膜して、基板生産物Ｓを形成する（工程Ｓ１０５）。金属膜７５は、例えばＡｕやＮｉやＰｔ等を含むことができる。一実施例としては、金属膜７５は、Ａｕからなる。
【００６３】
この方法によれば、処理装置Ａ２の真空チャンバ内において摂氏３００度以上の基板温度で、III族窒化物半導体の成膜を行わずにエピタキシャル基板Ｅをガリウム雰囲気にさらす。このさらす工程の以前では、エピタキシャル基板ＥのIII族窒化物半導体の表面に酸化ガリウムＧａ２Ｏ３が形成されているけれども、さらす工程においてガリウムが窒化ガリウム系半導体半極性主面Ｅａへ供給されて、酸化ガリウムＧａ２Ｏ３が、半極性主面では融点の低いＧａ酸化物Ｇａ２Ｏに改質される。このＧａ酸化物Ｇａ２Ｏは、その融点に応じて、さらす工程における基板温度の作用により成長炉Ａ２の真空チャンバ内に窒化ガリウム系半導体表面から放出される。これ故に、半極性主面Ｅａが金属膜７５と接合を形成することに先立って半極性主面Ｅａ付近における酸素濃度を低減できる。これ故に、良好なオーミック接触を得ることができる。
【００６４】
この工程の後に、基板生産物Ｓを処理装置Ａ２の真空チャンバから取り出すと、基板生産物Ｓの表面が酸素を含む大気にさらされる。しがしながら、半極性面主面Ｅａは、既に金属膜７５で覆われている。したがって、この後の工程において、半極性主面Ｅａに酸素が供給されることを抑制することができる。
【００６５】
続いて、図５の（ａ）部に示されるように、基板生産物Ｓを処理装置Ａ２から取り出した後に、金属膜７５の全面にフォトレジストを塗布して、金属膜７５の上にレジスト層９１を形成する（工程Ｓ１０６）。図５の（ｂ）部に示されるように、処理装置Ａ３内において、レジスト層９１の上に第１の絶縁物層９２を形成する（工程Ｓ１０７）。第１の絶縁物層９２は、例えば酸化シリコン（例えばＳｉＯ２）とすることができる。第１の絶縁物層９２の形成には、例えば、電子ビーム蒸着を用いることができる。第１の絶縁物層９２の厚さは、例えば３００ｎｍとすることができる。
【００６６】
続いて、図６の（ａ）部に示されるように、第１の絶縁物層９２の上に、リッジ部２４を規定するストライプ状のレジストマスク９３を形成する（工程Ｓ１０８）。レジストマスク９３の幅は、リッジ部２４の幅を規定し、例えば２μｍ程度とすることができる。続いて、図６の（ｂ）部に示されるように、処理装置Ａ４内において、レジストマスク９３を用いて第１の絶縁物層９２及びレジスト層９１をエッチングして、レジスト層９１Ａと第１の絶縁物層９２Ａとからなる多層マスク９４を形成する（工程Ｓ１０９）。この工程におけるエッチングは、例えば誘導結合型反応性イオンエッチング（ＩＣＰ−ＲＩＥ）であることができる。第１の絶縁物層９２のエッチングには、例えばＣＦ４やＣＨＦ３等のガスを用いることができる。レジスト層９１のエッチングには、例えばＣＦ４やＣＨＦ３やＯ２等のガスを用いることができる。
【００６７】
図７の（ａ）部に示されるように、処理装置Ａ５内において、多層マスク９４を用いて金属膜７５及び半導体積層２５をエッチングする（工程Ｓ１１０）。このエッチングにより、金属膜７５からｐ電極７１が形成される。また、半導体積層２５からリッジ部２４を含むIII族窒化物半導体積層２０が形成される。この工程では、ＩＣＰ−ＲＩＥにより、Ａｒガスを用いて金属膜７５をエッチングし、ＢＣｌ３、Ｃｌ２ガスを用いて導体積層２５をエッチングすることができる。半導体積層２５のエッチングは、例えばｐ型ガイド層５２Ａの途中まで行うことができる。この場合、ｐ型コンタクト層５４Ａからｐ型コンタクト層５４が形成され、ｐ型クラッド層５３Ａからｐ型クラッド層５３が形成され、ｐ型ガイド層５２Ａからｐ型ガイド層５２が形成される。III族窒化物半導体積層２０は、上述したように、順に配列された第１の部分２１、第２の部分２２、及び第３の部分２３を有している。リッジ部２４は、第２の部分２２に含まれる。
【００６８】
図７の（ｂ）部に示されるように、レジストマスク９３を除去した後に、処理装置Ａ６内において、III族窒化物半導体積層２０、ｐ電極７１、及び多層マスク９４の上に第２の絶縁物層９５を形成する（工程Ｓ１１１）。これにより、絶縁物によってリッジ部２４の側面２４ｂが埋め込まれる。第２の絶縁物層９５は、例えば酸化シリコン（例えばＳｉＯ２）や窒化シリコン（ＳｉＮ）や酸化ジルコニウム（ＺｒＯ）とすることができる。また、第２の絶縁物層９５は、電子ビーム蒸着により形成することができる。第２の絶縁物層９５の厚さは、例えば３００ｎｍ〜４００ｎｍ程度とすることができる。なお、この工程においては、レジスト層９１Ａの側面には絶縁物層が形成され難い。このため、後の工程において、このレジスト層９１Ａに剥離液を浸透させることができる。
【００６９】
図８の（ａ）部に示されるように、リフトオフ法によって、多層マスク９４及び多層マスク９４の上の第２の絶縁物層９５を除去する（工程Ｓ１１２）。これにより、絶縁膜６０が形成される。絶縁膜６０は、ｐ電極７１の上に開口部６１を有する。この工程においては、例えば、摂氏１２０度の剥離液と超音波によって、レジスト層９１Ａを剥離する。
【００７０】
続いて、図８の（ｂ）部に示されるように、第１の部分２１及び絶縁膜６０の上に第１の擬似パッド８１を形成すると共に、第３の部分２３及び絶縁膜６０の上に第２の擬似パッド８２を形成する（工程Ｓ１１３）。第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２は、リフトオフ法により形成することができる。第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２は、金属から形成することができる。第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２は、例えば、Ｐｔ，Ａｕ，Ｔｉの少なくともいずれかを含むことができる。
【００７１】
一実施例としては、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２は、Ｐｔ／Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉ（３０ｎｍ／４５０ｎｍ／３０ｎｍ／２０ｎｍ）といった積層された金属膜とすることができる。その場合には、例えば、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２のためのパターンを有するレジスト層をリソグラフィによって形成した後に、そのレジスト層及び絶縁膜６０の上にＰｔ／Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉを蒸着し、レジスト層を除去することにより、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２を形成することができる。
【００７２】
図９の（ａ）部に示されるように、ｐ電極７１、第１の擬似パッド８１、及び第２の擬似パッド８２の上にｐパッド電極７２を形成する（工程Ｓ１１４）。このとき、リッジ部２４の側面２４ｂの上の絶縁膜６０と、第１のパッド８１及び第２のパッド８２との間にもｐパッド電極７２が形成される。ｐパッド電極７２は、例えば、Ａｕ，Ｐｔ，Ｔｉのいずれかを含むことができる。一実施例では、ｐパッド電極７２は、Ａｕ／Ｐｔ／Ａｕ／Ｐｔ／Ｔｉ（３００ｎｍ／３０ｎｍ／４５０ｎｍ／３０ｎｍ／２０ｎｍ）といったように積層した金属膜とすることができる。ｐパッド電極７２は、例えばリフトオフ法により形成することができる。ここでは、ｐパッド電極７２は、ｐ電極７１に接合すると共に、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２を覆っている。
【００７３】
続いて、基板１１を裏面側から研磨する。この研磨は、基板１１の厚さが例えば８０μｍとなるように行うことができる。その後、例えばＢＣｌ３、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰ−ＲＩＥにより、研磨のダメージ層をエッチングする。これにより、基板１０を形成する。そして、図９の（ｂ）部に示されるように、基板１０の裏面１０ｂにｎ電極７３を形成する（Ｓ１１５）。ｎ電極７３は、例えば、Ａｕ，Ｔｉ，Ａｌのいずれかを含むことができる。一実施例では、ｎ電極７３は、Ａｕ／Ｔｉ／Ａｌ（６００ｎｍ／５０ｎｍ／５０ｎｍ）を真空蒸着炉にて蒸着することで形成することができる。その後、以上の工程により生産された生産物をチップ化することによって、図１及び図２に示されるIII族窒化物半導体レーザ１が製造される。
【００７４】
なお、上記の方法においては、ｐ電極７１がＭＢＥ法によりＡｕから形成される場合、図１０に示されるように、プロセス温度が高くなると接触抵抗が大きくなるため、ｐ電極７１を形成する工程Ｓ１０５以降の工程を、プロセス温度が摂氏３００度を超えないように実施することが好ましい。特に、ＩＣＰ−ＲＩＥによるドライエッチング、電極形成、及び絶縁膜（絶縁物層）形成において、摂氏１５０度を超えないようにすることが好ましい。
【００７５】
また、上記の方法においては、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２を形成する工程の後に、ｐパッド電極７２を形成する工程を行っている。ｐパッド電極７２を形成する工程の後に、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２を形成する工程を行ってもよい。その場合には、ｐパッド電極７２は、ｐ電極７１の上、第１の擬似パッド８１と絶縁膜６０との間、及び第２の擬似パッド８２と絶縁膜６０との間に形成されることとなる。
【００７６】
図１１は、III族窒化物半導体レーザ１が実装されたレーザ装置の模式図である。図１１に示されるように、レーザ装置１００は、III族窒化物半導体レーザ１と、III族窒化物半導体レーザ１を搭載するためのサブマウント１１０といった搭載部材と、III族窒化物半導体レーザ１とサブマウント１１０とを接着するための半田１２０といった導電性接着部材とを備えている。サブマウント１１０は、主面１１０ａを有している。半田１２０は、サブマウント１１０の主面１１０ａの上に配置されている。半田１２０は、例えばＡｕＳｎ半田とすることができる。III族窒化物半導体レーザ１は、そのような半田１２０によって、サブマウント１１０の主面１１０ａに接着されている。III族窒化物半導体レーザ１は、ｐパッド電極７２をサブマウント１１０に向けて実装されている（ｐダウン実装）ので、リッジ部２４は、基板１０とサブマウント１１０との間に位置している。
【００７７】
図１２の（ａ）部は、比較例に係るIII族窒化物半導体レーザを示す図である。このIII族窒化物半導体レーザ１Ａは、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２を有さない点でIII族窒化物半導体レーザ１と異なる。このため、III族窒化物半導体レーザ１Ａにおいては、リッジ部２４のみが第１の部分２１の上面２１ａ及び第３の部分２３の上面２３ａを基準にして突出している。このようなIII族窒化物半導体レーザ１Ａをｐダウン実装すると、以下のような問題が生じる。
【００７８】
すなわち、図１２の（ｂ）部に示されるように、III族窒化物半導体レーザ１Ａをｐダウン実装すると、その実装の際の応力がリッジ部２４に集中する。より具体的には、III族窒化物半導体レーザ１Ａをｐダウン実装するとき、ｐパッド電極７２と半田１２０とが合金化する際に生じる歪が、リッジ部２４に集中する。このため、III族窒化物半導体レーザ１Ａにおいては、デバイス不良が生じる場合がある。
【００７９】
また、図１２の（ｃ）部に示されるように、III族窒化物半導体レーザ１Ａをｐダウン実装すると、III族窒化物半導体レーザ１Ａがサブマウント１１０の主面１１０ａに対して傾くことがある。III族窒化物半導体レーザ１Ａが傾くと、III族窒化物半導体レーザ１Ａの電極だけでなく、III族窒化物半導体レーザ１Ａの半導体層の側面にも半田１２０が付着する。その場合には、III族窒化物半導体レーザ１Ａの半導体層と電極とが、半田１２０を解してショートする。このショートにより、リーク不良が生じる。
【００８０】
これに対して、本実施の形態に係るIII族窒化物半導体レーザ１は、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２を有しているため、上記のような問題を解決することができる。より具体的には、III族窒化物半導体レーザ１は、III族窒化物半導体積層２０を備えている。III族窒化物半導体積層２０は、順に配列された第１の部分２１、第２の部分２２、及び第３の部分２３を有している。リッジ部２４は、第２の部分２２に含まれている。そして、第１の部分２１の上に第１の擬似パッド８１が配置されており、第３の部分２３の上に第２の擬似パッド８２が配置されている。このために、ｐダウン実装の際に生じる応力が、第１の擬似パッド８１と第２の擬似パッド８２とリッジ部２４とに分けられる。このため、当該応力がリッジ部２４に集中することが避けられる。よって、デバイス不良が生じることが避けられる。また、このIII族窒化物半導体レーザ１をｐダウン実装するとき、第１の擬似パッド８１及び第２の擬似パッド８２によってサブマウント１１０が支持されるので、III族窒化物半導体レーザ１がサブマウント１１０の主面１１０ａに対して傾斜することが抑制される。よって、リーク不良が生じることが避けられる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、実装時において、リッジ部への応力の集中を避けることが可能であると共に傾くことを抑制可能なIII族窒化物半導体レーザ、レーザ装置、及びIII族窒化物半導体レーザを製造する方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１…III族窒化物半導体レーザ、１０…基板、２０…III族窒化物半導体積層、２１…第１の部分、２１ａ…上面、２１ｂ…側面、２２…第２の部分、２３…第３の部分、２３ａ…上面、２３ｂ…側面、２４…リッジ部、２４ａ…上面、２４ｂ…側面、２５ａ，Ｅａ…主面、６０…絶縁膜、６１…開口部、７１…ｐ電極、７２…ｐパッド電極、７５…金属膜、８１…第１の擬似パッド、８１ａ…上面、８２…第２の擬似パッド、８２ａ…上面、９１…レジスト層、９２…第１の絶縁物層、９３…レジストマスク、９４…多層マスク、９５…第２の絶縁物層、１００…レーザ装置、１１０…サブマウント、１１０ａ…主面、１２０…半田。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
III族窒化物半導体レーザであって、
基板の上に設けられリッジ部を含むIII族窒化物半導体積層と、
前記III族窒化物半導体積層の上に設けられた絶縁膜と、
前記リッジ部の上面と接合を成す第１の電極と、
前記絶縁膜及び前記第１の電極の上に設けられた第２の電極と、
前記絶縁膜の上に設けられ前記リッジ部の延在方向に延びる第１及び第２のパッドと、
を備え、
前記III族窒化物半導体積層は、前記リッジ部の延在方向に交差する方向に順に配列された第１の部分、第２の部分、及び第３の部分を有し、
前記第２の部分は前記リッジ部を含み、
前記絶縁膜は、前記第１の部分の上面、前記第３の部分の上面、及び前記リッジ部の側面の上に設けられ、
前記第１のパッドは、前記第１の部分の上に設けられており、
前記第２のパッドは、前記第３の部分の上に設けられており、
前記リッジ部の前記上面は半極性面である、
III族窒化物半導体レーザ。
【請求項２】
前記第１の部分の前記上面から前記第１のパッドの上面までの距離、及び、前記第３の部分の前記上面から前記第２のパッドの上面までの距離は、前記リッジ部の高さ以上である、請求項１に記載のIII族窒化物半導体レーザ。
【請求項３】
前記第１及び第２のパッドは、前記リッジ部の前記側面の上の前記絶縁膜から離間している、請求項１又は２に記載のIII族窒化物半導体レーザ。
【請求項４】
前記第１のパッドは、前記第１の部分の前記上面に沿う方向について、前記第１の部分の側面から離間しており、
前記第２のパッドは、前記第３の部分の前記上面に沿う方向について、前記第３の部分の側面から離間している、請求項１〜３のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザ。
【請求項５】
前記第１及び第２のパッドは、金属からなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザ。
【請求項６】
前記第１及び第２のパッドは、Ｐｔ，Ａｕ，Ｔｉの少なくともいずれかを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザ。
【請求項７】
前記リッジ部の前記上面は、III族窒化物半導体のｃ軸に沿って延びる基準軸に直交する面から１０度以上８０度以下の範囲の角度で傾斜している、請求項１〜６のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザ。
【請求項８】
前記第２の電極は、前記第１及び第２のパッドの上に設けられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザ。
【請求項９】
前記第２の電極は、前記第１及び第２のパッドと前記絶縁膜との間に設けられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザと、
主面を有する搭載部材と、
前記搭載部材の前記主面の上に配置された導電性接着部材と、を備え、
前記III族窒化物半導体レーザは、前記導電性接着部材によって前記搭載部材の前記主面に接着されており、
前記リッジ部は、前記基板と前記搭載部材との間に配置されている、
レーザ装置。
【請求項１１】
III族窒化物半導体レーザを製造する方法であって、
真空チャンバ内において、III族窒化物半導体からなる半導体積層の主面の上に分子線エピタキシ法により金属膜を成膜する工程と、
前記金属膜の上にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層の上に第１の絶縁物層を形成する工程と、
リッジ部を規定するレジストマスクを前記第１の絶縁物層の上に形成する工程と、
前記レジストマスクを用いて前記第１の絶縁物層及び前記レジスト層をエッチングして、多層マスクを形成する工程と、
前記多層マスクを用いて前記金属膜及び前記半導体積層をエッチングして、前記金属膜から第１の電極を形成すると共に、前記半導体積層からIII族窒化物半導体積層を形成する工程と、
前記III族窒化物半導体積層、及び前記多層マスクの上に第２の絶縁物層を形成する工程と、
前記多層マスク及び前記多層マスクの上の前記第２の絶縁物層をリフトオフ法により除去して、前記第１の電極の上に開口部を有する絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の上に第１及び第２のパッドを形成する工程と、
前記絶縁膜及び前記第１の電極の上に第２の電極を形成する工程と、を備え、
前記III族窒化物半導体積層はリッジ部を含み、
前記III族窒化物半導体積層は、前記リッジ部の延在方向に順に配列された第１の部分、第２の部分、及び第３の部分を含み、
前記第２の部分は前記リッジ部を含み、
前記絶縁膜は、前記第１の部分の上面、前記第３の部分の上面、及び前記リッジ部の側面の上に設けられており、
前記第１のパッドは、前記第１の部分の上に設けられており、
前記第２のパッドは、前記第３の部分の上に設けられており、
前記半導体積層の前記主面は半極性面であり、
前記第１の電極は前記リッジ部の上面と接合をなしている、
III族窒化物半導体レーザを製造する方法。
【請求項１２】
前記金属膜を成膜する工程の前に、前記真空チャンバ内において前記半導体積層の前記主面をガリウム雰囲気にさらす工程をさらに備え、
前記半導体積層の前記主面は、窒化ガリウム系半導体からなる半極性面である、請求項１１に記載のIII族窒化物半導体レーザを製造する方法。
【請求項１３】
前記第１及び第２のパッドを形成する工程においては、リフトオフ法によって前記第１及び第２のパッドを形成する、請求項１１又は１２に記載のIII族窒化物半導体レーザを製造する方法。
【請求項１４】
前記第１の部分の前記上面から前記第１のパッドの上面までの距離、及び、前記第３の部分の前記上面から前記第２のパッドの上面までの距離は、前記リッジ部の高さ以上である、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザを製造する方法。
【請求項１５】
前記第１及び第２のパッドは、前記リッジ部の前記側面の上の前記絶縁膜から離間している、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザを製造する方法。
【請求項１６】
前記第１及び第２のパッドは、金属からなる、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザを製造する方法。
【請求項１７】
前記第１及び前記第２のパッドは、Ｐｔ，Ａｕ，Ｔｉの少なくともいずれかを含む、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザを製造する方法。
【請求項１８】
前記金属膜は、Ａｕを含む、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザを製造する方法。
【請求項１９】
前記半導体積層の前記主面は、III族窒化物半導体のｃ軸に沿って延びる基準軸に直交する面から１０度以上８０度以下の範囲の角度で傾斜している、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザを製造する方法。
【請求項２０】
前記半導体積層の前記主面は、III族窒化物半導体のｃ軸に沿って延びる基準軸に直交する面から６３度以上８０度以下の範囲の角度で傾斜している、請求項１１〜１９のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザを製造する方法。
【請求項１】
III族窒化物半導体レーザであって、
基板の上に設けられリッジ部を含むIII族窒化物半導体積層と、
前記III族窒化物半導体積層の上に設けられた絶縁膜と、
前記リッジ部の上面と接合を成す第１の電極と、
前記絶縁膜及び前記第１の電極の上に設けられた第２の電極と、
前記絶縁膜の上に設けられ前記リッジ部の延在方向に延びる第１及び第２のパッドと、
を備え、
前記III族窒化物半導体積層は、前記リッジ部の延在方向に交差する方向に順に配列された第１の部分、第２の部分、及び第３の部分を有し、
前記第２の部分は前記リッジ部を含み、
前記絶縁膜は、前記第１の部分の上面、前記第３の部分の上面、及び前記リッジ部の側面の上に設けられ、
前記第１のパッドは、前記第１の部分の上に設けられており、
前記第２のパッドは、前記第３の部分の上に設けられており、
前記リッジ部の前記上面は半極性面である、
III族窒化物半導体レーザ。
【請求項２】
前記第１の部分の前記上面から前記第１のパッドの上面までの距離、及び、前記第３の部分の前記上面から前記第２のパッドの上面までの距離は、前記リッジ部の高さ以上である、請求項１に記載のIII族窒化物半導体レーザ。
【請求項３】
前記第１及び第２のパッドは、前記リッジ部の前記側面の上の前記絶縁膜から離間している、請求項１又は２に記載のIII族窒化物半導体レーザ。
【請求項４】
前記第１のパッドは、前記第１の部分の前記上面に沿う方向について、前記第１の部分の側面から離間しており、
前記第２のパッドは、前記第３の部分の前記上面に沿う方向について、前記第３の部分の側面から離間している、請求項１〜３のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザ。
【請求項５】
前記第１及び第２のパッドは、金属からなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザ。
【請求項６】
前記第１及び第２のパッドは、Ｐｔ，Ａｕ，Ｔｉの少なくともいずれかを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザ。
【請求項７】
前記リッジ部の前記上面は、III族窒化物半導体のｃ軸に沿って延びる基準軸に直交する面から１０度以上８０度以下の範囲の角度で傾斜している、請求項１〜６のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザ。
【請求項８】
前記第２の電極は、前記第１及び第２のパッドの上に設けられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザ。
【請求項９】
前記第２の電極は、前記第１及び第２のパッドと前記絶縁膜との間に設けられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザと、
主面を有する搭載部材と、
前記搭載部材の前記主面の上に配置された導電性接着部材と、を備え、
前記III族窒化物半導体レーザは、前記導電性接着部材によって前記搭載部材の前記主面に接着されており、
前記リッジ部は、前記基板と前記搭載部材との間に配置されている、
レーザ装置。
【請求項１１】
III族窒化物半導体レーザを製造する方法であって、
真空チャンバ内において、III族窒化物半導体からなる半導体積層の主面の上に分子線エピタキシ法により金属膜を成膜する工程と、
前記金属膜の上にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層の上に第１の絶縁物層を形成する工程と、
リッジ部を規定するレジストマスクを前記第１の絶縁物層の上に形成する工程と、
前記レジストマスクを用いて前記第１の絶縁物層及び前記レジスト層をエッチングして、多層マスクを形成する工程と、
前記多層マスクを用いて前記金属膜及び前記半導体積層をエッチングして、前記金属膜から第１の電極を形成すると共に、前記半導体積層からIII族窒化物半導体積層を形成する工程と、
前記III族窒化物半導体積層、及び前記多層マスクの上に第２の絶縁物層を形成する工程と、
前記多層マスク及び前記多層マスクの上の前記第２の絶縁物層をリフトオフ法により除去して、前記第１の電極の上に開口部を有する絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の上に第１及び第２のパッドを形成する工程と、
前記絶縁膜及び前記第１の電極の上に第２の電極を形成する工程と、を備え、
前記III族窒化物半導体積層はリッジ部を含み、
前記III族窒化物半導体積層は、前記リッジ部の延在方向に順に配列された第１の部分、第２の部分、及び第３の部分を含み、
前記第２の部分は前記リッジ部を含み、
前記絶縁膜は、前記第１の部分の上面、前記第３の部分の上面、及び前記リッジ部の側面の上に設けられており、
前記第１のパッドは、前記第１の部分の上に設けられており、
前記第２のパッドは、前記第３の部分の上に設けられており、
前記半導体積層の前記主面は半極性面であり、
前記第１の電極は前記リッジ部の上面と接合をなしている、
III族窒化物半導体レーザを製造する方法。
【請求項１２】
前記金属膜を成膜する工程の前に、前記真空チャンバ内において前記半導体積層の前記主面をガリウム雰囲気にさらす工程をさらに備え、
前記半導体積層の前記主面は、窒化ガリウム系半導体からなる半極性面である、請求項１１に記載のIII族窒化物半導体レーザを製造する方法。
【請求項１３】
前記第１及び第２のパッドを形成する工程においては、リフトオフ法によって前記第１及び第２のパッドを形成する、請求項１１又は１２に記載のIII族窒化物半導体レーザを製造する方法。
【請求項１４】
前記第１の部分の前記上面から前記第１のパッドの上面までの距離、及び、前記第３の部分の前記上面から前記第２のパッドの上面までの距離は、前記リッジ部の高さ以上である、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザを製造する方法。
【請求項１５】
前記第１及び第２のパッドは、前記リッジ部の前記側面の上の前記絶縁膜から離間している、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザを製造する方法。
【請求項１６】
前記第１及び第２のパッドは、金属からなる、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザを製造する方法。
【請求項１７】
前記第１及び前記第２のパッドは、Ｐｔ，Ａｕ，Ｔｉの少なくともいずれかを含む、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザを製造する方法。
【請求項１８】
前記金属膜は、Ａｕを含む、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザを製造する方法。
【請求項１９】
前記半導体積層の前記主面は、III族窒化物半導体のｃ軸に沿って延びる基準軸に直交する面から１０度以上８０度以下の範囲の角度で傾斜している、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザを製造する方法。
【請求項２０】
前記半導体積層の前記主面は、III族窒化物半導体のｃ軸に沿って延びる基準軸に直交する面から６３度以上８０度以下の範囲の角度で傾斜している、請求項１１〜１９のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体レーザを製造する方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−６２３１５（Ｐ２０１３−６２３１５Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９８５９７（Ｐ２０１１−１９８５９７）
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１２日（２０１１．９．１２）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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