專利名稱：氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光元件、氮化物類半導(dǎo)體激光元件、氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管及其制造方法和氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法背景技術(shù)
目前，Appl. Phys. Lett. 48 (24)，16June 1986，p. 1675-1677 提出有單片型半導(dǎo)體激光元件，該單片型半導(dǎo)體激光元件具備利用鎵砒素系的半導(dǎo)體材料一體地形成有諧振器端面和激光器射出光的反射面的半導(dǎo)體元件層。
在Appl. Phys. Lett. 48 (24)，16June 1986，p. 1675-1677 所公開的現(xiàn)有半導(dǎo)體激光元件中，對(duì)一律層疊(重疊)于基板上的半導(dǎo)體元件層，通過離子束蝕刻技術(shù)，形成有光射出面?zhèn)鹊闹C振器端面、和在與該諧振器端面隔開規(guī)定距離的位置沿相對(duì)于諧振器端面傾斜45°的方向延伸的反射面。由此構(gòu)成為能夠?qū)碜灾C振器端面的激光器射出光通過反射面反射為與基板垂直的方向而射出到外部。
但是，在Appl. Phys. Lett. 48 (24)，16June 1986，p. 1675-1677 所提出的單片型半導(dǎo)體激光元件中，在制造工藝上，需要在基板上形成有平整的半導(dǎo)體元件層之后，再利用離子束蝕刻技術(shù)形成相對(duì)于諧振器端面傾斜為斜角45°的反射面的工序，因此存在制造工藝復(fù)雜之類的問題。另外，認(rèn)為通過離子束蝕刻而形成的反射面表面上形成有微小的凹凸形狀，因此從諧振器端面射出的激光的一部分會(huì)在反射面上進(jìn)行散射。在這種情況下，也存在導(dǎo)致作為半導(dǎo)體激光元件的發(fā)光效率降低之類的問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決如上所述的課題而開發(fā)的，其目的在于，提供一種能夠抑制制造工藝復(fù)雜化且能夠抑制發(fā)光效率降低的氮化物類半導(dǎo)體激光元件及其制造方法。
本發(fā)明第一方面的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光元件包括氮化物類半導(dǎo)體元件層，形成于基板上，具有以(H、K、-Η-Κ、0)面為主面的發(fā)光層；端面，形成于氮化物類半導(dǎo)體元件層的包含發(fā)光層的區(qū)域的端部，在相對(duì)于發(fā)光層的主面大致垂直的方向延伸，由(000-1)面構(gòu)成；和反射面，形成于與端面相對(duì)的區(qū)域，由氮化物類半導(dǎo)體元件層的生長(zhǎng)面構(gòu)成，相對(duì)于端面傾斜規(guī)定角度地延伸。
在本發(fā)明第一方面的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光元件中，如上所述，包括在與由(000-1) 面構(gòu)成的端面相對(duì)的區(qū)域相對(duì)于端面傾斜規(guī)定角度地延伸的由氮化物類半導(dǎo)體元件層的生長(zhǎng)面構(gòu)成的反射面，由此在氮化物類半導(dǎo)體元件層的結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)，能夠同時(shí)形成相對(duì)于端面傾斜的反射面。由此，與在基板上使平整的半導(dǎo)體元件層生長(zhǎng)之后再通過離子束蝕刻形成相對(duì)于諧振器端面傾斜規(guī)定角度的反射面的情況不同，能夠抑制半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造工藝復(fù)雜化。另外，通過將反射面按照由氮化物類半導(dǎo)體元件層的生長(zhǎng)面構(gòu)成的方式來構(gòu)成，能夠在反射面上得到良好地平整性。由此，使從端面射出的激光不會(huì)在反射面上發(fā)生反射就一律使射出方向變化而射出到外部。因此，與通過離子束蝕刻而形成具有微小凹凸形狀的反射面的半導(dǎo)體發(fā)光元件不同，能夠抑制半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光效率降低。另外，包括在基板上具有以(H、K、-Η-Κ、0)面為主面的發(fā)光層的氮化物類半導(dǎo)體元件層，由此能夠降低在半導(dǎo)體元件層(發(fā)光層)上發(fā)生的壓電場(chǎng)和自發(fā)極化等內(nèi)部電場(chǎng)。由此，能夠進(jìn)一步提高激光的發(fā)光效率。
在上述第一方面的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光元件中，優(yōu)選端面由氮化物類半導(dǎo)體元件層的生長(zhǎng)面構(gòu)成。根據(jù)如此構(gòu)成，在氮化物類半導(dǎo)體元件層的結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)，能夠同時(shí)形成由 (000-1)面構(gòu)成的端面。由此，在基板上使半導(dǎo)體元件層生長(zhǎng)后，與通過離子束蝕刻等而形成相對(duì)于基板的主表面大致垂直的諧振器端面的情況不同，能夠抑制半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造工藝復(fù)雜化。
在上述第一方面的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光元件中，優(yōu)選由氮化物類半導(dǎo)體構(gòu)成的反射面具有(1-101)面和(11-22)面中的任一個(gè)的面方位，在基板具有由(1-100)面構(gòu)成的主表面的情況下，反射面為(1-101)面，在基板具有由(11-20)面構(gòu)成的主表面的情況下， 反射面為(11-22)面。根據(jù)如此構(gòu)成，上述兩個(gè)反射面通過利用結(jié)晶生長(zhǎng)而由氮原子覆蓋大部分表面，因此抑制氛圍氣中的氧被攝入反射面。由此抑制反射面隨著氧化而劣化。其結(jié)果是，在激光的反射率上不會(huì)發(fā)生時(shí)效變化，能夠得到穩(wěn)定的激光。
在上述第一方面的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光元件中，優(yōu)選基板具有由(H、K、-Η-Κ、0) 面構(gòu)成的主表面，端面按照在主表面內(nèi)的[K、-H、-Κ+Η、0]方向條紋狀延伸的方式，沿著形成于基板的凹部的一側(cè)面，形成為相對(duì)于主表面大致垂直。根據(jù)如此構(gòu)成，在基板的主表面上形成氮化物類半導(dǎo)體層時(shí)，利用在基板的(H、Κ、-Η-Κ、0)面內(nèi)的與c軸方向(W001]方向)實(shí)質(zhì)上正交的[Κ、-Η、-Κ+Η、0]方向上形成的凹部的一側(cè)面，能夠容易地形成具有與基板的主表面大致垂直的由(000-1)面構(gòu)成的端面的氮化物類半導(dǎo)體元件層。
在這種情況下，優(yōu)選一側(cè)面由(000-1)面構(gòu)成。根據(jù)如此構(gòu)成，在基板上形成氮化物類半導(dǎo)體元件層時(shí)，接著基板的凹部的(000-1)面，能夠容易地形成具有由(000-1)面構(gòu)成的端面的氮化物類半導(dǎo)體元件層。
在上述第一方面的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光元件中，優(yōu)選構(gòu)成為從端面射出的激光通過反射面反射為與來自發(fā)光層的射出方向交叉的方向，并入射到激光的監(jiān)測(cè)用的光傳感器。根據(jù)如此構(gòu)成，能夠?qū)⑼ㄟ^作為結(jié)晶生長(zhǎng)面具有良好平整性的反射面而抑制了光的散射的激光(監(jiān)測(cè)端面射出型激光元件的激光強(qiáng)度的抽樣光)導(dǎo)入光傳感器，因此能夠更正確地測(cè)定激光強(qiáng)度。
在上述第一方面的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光元件中，優(yōu)選從端面射出的激光通過反射面反射為與來自發(fā)光層的射出方向交叉的方向，作為面發(fā)光型激光器的光源而使用。根據(jù)如此構(gòu)成，由于將通過作為結(jié)晶生長(zhǎng)面具有良好平整性的反射面而抑制了光的散射的激光射出，因此能夠形成提高了發(fā)光效率的面發(fā)光型激光器。
本發(fā)明第二方面的氮化物類半導(dǎo)體激光元件包括基板；氮化物類半導(dǎo)體元件層，形成于基板的主表面上，具有發(fā)光層，氮化物類半導(dǎo)體元件層的第一端面包含諧振器端面和形成于諧振器端面附近且至少相對(duì)于主表面傾斜規(guī)定角度的傾斜面，傾斜面和主表面所成的角為銳角。
在本發(fā)明第二方面的氮化物類半導(dǎo)體激光元件中，如上所述，構(gòu)成為氮化物類半導(dǎo)體元件層的第一端面包含諧振器端面和形成于諧振器端面附近且至少相對(duì)于基板的主表面成銳角且傾斜規(guī)定角度的傾斜面，由此氮化物類半導(dǎo)體元件層經(jīng)由比發(fā)光層附近的平面積大的平面積與基板側(cè)連接，因此能夠使向基板側(cè)散熱的路徑的截面積增加其平面積增加的部分那么多的量。由此即使是使半導(dǎo)體激光的輸出增加的情況，也可將諧振器端面附近的激光器射出光的發(fā)熱比諧振器端面更適當(dāng)?shù)亟?jīng)由形成有沿激光的射出方向延伸的傾斜面的氮化物類半導(dǎo)體元件層內(nèi)部向基板側(cè)擴(kuò)散。因此，激光器射出光造成的諧振器端面的過度發(fā)熱得以抑制。由此，能夠抑制諧振器端面隨著半導(dǎo)體激光器的高輸出化而劣化。另外，通過抑制諧振器端面的劣化，能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體激光器的長(zhǎng)壽命化。
在上述第二方面的氮化物類半導(dǎo)體激光元件中，優(yōu)選氮化物類半導(dǎo)體元件層包含形成于發(fā)光層的基板側(cè)的第一導(dǎo)電型的第一包覆層和形成于發(fā)光層的與基板相反側(cè)的第二導(dǎo)電型的第二包覆層，傾斜面至少包含第一包覆層的端面。根據(jù)如此構(gòu)成，傾斜面以位于在基板上形成的諧振器端面的發(fā)光層的下部附近的第一包覆層為起點(diǎn)向基板延伸而形成， 因此能夠使發(fā)光層附近發(fā)生的激光的發(fā)熱高效地向基板側(cè)擴(kuò)散。
在上述第二方面的氮化物類半導(dǎo)體激光元件中，優(yōu)選傾斜面至少形成于從發(fā)光層發(fā)出的激光的射出側(cè)。根據(jù)如此構(gòu)成，在激光器工作時(shí)，能夠容易地抑制光射出側(cè)的端面隨著更大的發(fā)熱而劣化。
另外，在本發(fā)明中，激光的射出側(cè)通過從一對(duì)諧振器端面射出的激光強(qiáng)度的大小關(guān)系來區(qū)別。即，激光的射出強(qiáng)度相對(duì)大的一側(cè)的諧振器端面為光射出側(cè)，激光的射出強(qiáng)度相對(duì)小的一側(cè)的諧振器端面為光反射側(cè)。
在上述第二方面的氮化物類半導(dǎo)體激光元件中，優(yōu)選主表面包含(H、K、-H-K、 0)面，至少傾斜面為以按照在主表面內(nèi)的方向條紋狀延伸的方式形成的凹部的一側(cè)面為起點(diǎn)的氮化物類半導(dǎo)體元件層的生長(zhǎng)面，在主表面包含(1-100)面的情況下，凹部按照在 [11-20]方向條紋狀延伸的方式形成，并且生長(zhǎng)面由以一側(cè)面為起點(diǎn)的(1-101)面構(gòu)成，在主表面包含(11-20)面的情況下，凹部按照在[1-100]方向條紋狀延伸的方式形成，并且生長(zhǎng)面由以一側(cè)面為起點(diǎn)的(11-22)面構(gòu)成。根據(jù)如此構(gòu)成，能夠在與氮化物類半導(dǎo)體元件層的結(jié)晶生長(zhǎng)同時(shí)分別形成由上述(1-101)面和(11-22)面構(gòu)成的兩種由生長(zhǎng)面構(gòu)成的傾斜面。
在上述主表面包含(Η、Κ、-Η-Κ、0)面的構(gòu)成中，優(yōu)選還包括第二端面，該第二端面形成于在諧振器延伸的方向上與第一端面相反側(cè)的端部，在相對(duì)于主表面大致垂直的方向延伸。根據(jù)如此構(gòu)成，能夠形成以第一端面?zhèn)鹊闹C振器端面、和與第一端面相反側(cè)的第二端面為一對(duì)諧振器面的氮化物類半導(dǎo)體層。
在上述還包括第二端面的構(gòu)成中，優(yōu)選第二端面以凹部的另一側(cè)面為起點(diǎn)，與主表面大致垂直地形成。根據(jù)如此構(gòu)成，在基板的主表面上形成氮化物類半導(dǎo)體層時(shí)，利用例如在基板的(Η、Κ、-Η-Κ、0)面內(nèi)的與c軸方向(
方向)實(shí)質(zhì)上正交的[K、-H、-K+H、 0]方向上形成的凹部的另一側(cè)的側(cè)面，不利用解理工序就能夠容易地形成具有與基板的主表面大致垂直的由(000-1)面構(gòu)成的諧振器端面(第二端面)的氮化物類半導(dǎo)體元件層。
本發(fā)明第三方面的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管包括基板，在主表面上形成有凹部；和氮化物類半導(dǎo)體層，在主表面上具有發(fā)光層，并且包含以凹部的一內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)而形成的由(000-1)面構(gòu)成的第一側(cè)面、和夾著發(fā)光層且在與第一側(cè)面相反側(cè)的區(qū)域以凹部的另一內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)而形成的第二側(cè)面。
在本發(fā)明第三方面的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管中，如上所述，包括基板，在主表面上形成有凹部；和氮化物類半導(dǎo)體層，包含在主表面上以凹部的一內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)而形成的由(000-1)面構(gòu)成的第一側(cè)面、和以凹部的另一內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)而形成的第二側(cè)面，由此在氮化物類半導(dǎo)體層上形成以事先形成于基板的凹部的內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)的第一側(cè)面和第二側(cè)面。即，在制造工藝上，與對(duì)層疊于無凹部等的平整基板上的氮化物類半導(dǎo)體層通過蝕刻加工而形成如上所述的第一側(cè)面或第二側(cè)面的情況不同，由于不需要蝕刻加工，因此能夠抑制氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管的制造工藝復(fù)雜化。另外，氮化物類半導(dǎo)體層的第一側(cè)面和第二側(cè)面通過干式蝕刻等而形成，因此，在制造工藝上，不易在發(fā)光層等上產(chǎn)生損傷。 由此，能夠提高來自發(fā)光層的光的輸出效率。
另外，氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管包括基板，其在主表面上形成有凹部；氮化物類半導(dǎo)體層，其包含在主表面上以凹部的一內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)而形成的由(000-1)面構(gòu)成的第一側(cè)面、和以凹部的另一內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)而形成的第二側(cè)面，由此，在氮化物類半導(dǎo)體層在基板上進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)，與生長(zhǎng)層的上面(氮化物類半導(dǎo)體層的主表面)生長(zhǎng)的生長(zhǎng)速度相比，分別形成以凹部的一內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)的第一側(cè)面和以凹部的另一內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)的第二側(cè)面的生長(zhǎng)速度慢，因此生長(zhǎng)層的上面(主表面)邊保持平整性邊進(jìn)行生長(zhǎng)。由此，與未形成由上述第一側(cè)面和第二側(cè)面構(gòu)成的端面時(shí)的氮化物類半導(dǎo)體層的生長(zhǎng)層表面相比，能夠進(jìn)一步提高具有發(fā)光層的半導(dǎo)體導(dǎo)層的表面的平整性。
在上述第三方面的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管中，優(yōu)選一內(nèi)側(cè)面包含(000-1) 面。根據(jù)如此構(gòu)成，在基板的主表面上形成具有由(000-1)面構(gòu)成的第一側(cè)面的氮化物類半導(dǎo)體層時(shí)，接著由(000-1)面構(gòu)成的凹部的一內(nèi)側(cè)面形成氮化物類半導(dǎo)體層的(000-1) 面，因此能夠在基板上容易地形成由(000-1)面構(gòu)成的第一側(cè)面。
在上述第三方面的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管中，優(yōu)選第一側(cè)面和第二側(cè)面由氮化物類半導(dǎo)體層的結(jié)晶生長(zhǎng)面構(gòu)成。根據(jù)如此構(gòu)成，能夠在與氮化物類半導(dǎo)體層的結(jié)晶生長(zhǎng)同時(shí)分別形成上述第一側(cè)面和第二側(cè)面兩種生長(zhǎng)面(端面)。
在上述第三方面的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管中，優(yōu)選第二側(cè)面由{A+B、 A、-2A-B、2A+B}面(在此，A彡0和B彡0，且A和B中至少一個(gè)是不為0的整數(shù))構(gòu)成。根據(jù)如此構(gòu)成，與在基板上形成不符合{A+B、A、-2A-B、2A+B}面的側(cè)面(端面)時(shí)的氮化物類半導(dǎo)體層的生長(zhǎng)層的表面(主表面)相比，在基板上形成由{A+B、A-B、-2A、2A+B}面構(gòu)成的第二側(cè)面時(shí)的生長(zhǎng)層的表面(上面)能夠按照可靠地具有平整性的方式而形成。另外， {A+B、A、-2A-B.2A+B}面的生長(zhǎng)速度比氮化物類半導(dǎo)體層的主表面慢，因此通過結(jié)晶生長(zhǎng)， 能夠容易地形成第二側(cè)面。
在上述第三方面的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管中，優(yōu)選基板由氮化物類半導(dǎo)體構(gòu)成。根據(jù)如此構(gòu)成，在由氮化物類半導(dǎo)體構(gòu)成的基板上，利用氮化物類半導(dǎo)體層的結(jié)晶生長(zhǎng)，能夠容易地形成具有由(000-1)面構(gòu)成的第一側(cè)面和由{A+B、A、-2A-B、2A+B}面構(gòu)成的第二側(cè)面的氮化物類半導(dǎo)體層。
在上述第三方面的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管中，優(yōu)選至少第一側(cè)面或第二側(cè)面中任一側(cè)面形成為相對(duì)于主表面成鈍角。根據(jù)如此構(gòu)成，氮化物類半導(dǎo)體層的第一側(cè)面和第二側(cè)面相對(duì)的區(qū)域(基板的凹部的上部區(qū)域)按照向氮化物類半導(dǎo)體層的上面擴(kuò)展的方式形成，因此能夠容易地將來自發(fā)光層的光不僅穿過氮化物類半導(dǎo)體層的上面而且穿過相對(duì)于基板的主表面傾斜的第一側(cè)面或第二側(cè)面而輸出。由此，能夠進(jìn)一步提高氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管的發(fā)光效率。
在上述第三方面的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管中，優(yōu)選基板包含基底基板、和形成于基底基板上且由AWaN構(gòu)成的基底層，設(shè)基底基板和基底層的晶格常數(shù)分別為C1和C2 時(shí)，具有C1 > C2的關(guān)系，第一側(cè)面和第二側(cè)面分別以按照與基底層的(0001)面和主表面實(shí)質(zhì)上平行地延伸的方式形成的裂紋的內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)而形成。根據(jù)如此構(gòu)成，在基底基板上形成由AWaN構(gòu)成的基底層時(shí)，由于基底層的晶格常數(shù)C2比基底基板的晶格常數(shù)C1小(C1 > C2)，因此基底層的厚度與基底基板的晶格常數(shù)C1 一致，在基底層的內(nèi)部發(fā)生拉伸應(yīng)力。 其結(jié)果是，在基底層的厚度為規(guī)定的厚度以上的情況下，不耐該拉伸應(yīng)力而斷開，在基底層上形成裂紋。由此，能夠容易地在基底層上形成由(000-1)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面(凹部的一內(nèi)側(cè)面)，其中，該內(nèi)側(cè)面成為用于在基底層上形成氮化物類半導(dǎo)體層的第一側(cè)面((000-1)面) 的基準(zhǔn)。
本發(fā)明第四方面的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法包括在具有由非極性面構(gòu)成的主表面的基板上將(000-1)刻面按照與主表面相連接的方式形成為與主表面大致垂直的工序；和在主表面上形成氮化物類半導(dǎo)體層的工序。
在本發(fā)明第四方面的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法中，如上所述，包括與基板的主表面大致垂直地形成(000-1)刻面的工序和在主表面上形成氮化物類半導(dǎo)體層的工序， 由此在基板上形成氮化物類半導(dǎo)體層時(shí)，按照接著事先與基板的主表面大致垂直地形成的 (000-1)刻面的方式，能夠形成具有(000-1)面的端面的氮化物類半導(dǎo)體層。由此，不利用解理工序就能夠形成具有由(000-1)面構(gòu)成的端面的氮化物類半導(dǎo)體層。另外，通過包括上述工序，與未形成有(000-1)刻面時(shí)的氮化物類半導(dǎo)體層的生長(zhǎng)層表面相比，能夠提高生長(zhǎng)層表面的平整性。另外，如果將本發(fā)明的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法應(yīng)用于半導(dǎo)體激光元件的形成方法，則不利用解理工序就能夠形成具有由(000-1)面構(gòu)成的諧振器端面的氮化物類半導(dǎo)體層(發(fā)光層)。
即，如果將本發(fā)明應(yīng)用于在主表面為m面((1-100)面)和a面((11-20)面)的基板上形成由氮化物類半導(dǎo)體層構(gòu)成的激光元件層的情況，則在通過沿氮化物類半導(dǎo)體層的
方向形成光波導(dǎo)來提高半導(dǎo)體激光器的增益的情況下，能夠利用氮化物類半導(dǎo)體層的結(jié)晶生長(zhǎng)容易地形成在與wool]方向垂直的方向延伸的一對(duì)諧振器端面構(gòu)成((0001) 面和(000-1)面的組合)中的(000-1)面的端面。
在上述第四方面的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法中，優(yōu)選形成氮化物類半導(dǎo)體層的工序包含在與(000-1)刻面對(duì)應(yīng)的主表面的區(qū)域形成具有由(000-1)面構(gòu)成的端面的氮化物類半導(dǎo)體層的工序。根據(jù)如此構(gòu)成，能夠容易地按照接著形成于基板的(000-1)刻面的方式形成具有由(000-1)面構(gòu)成的端面的氮化物類半導(dǎo)體層。
在上述第四方面的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法中，優(yōu)選基板由氮化物類半導(dǎo)體構(gòu)成。根據(jù)如此構(gòu)成，在由氮化物類半導(dǎo)體構(gòu)成的基板上，利用氮化物類半導(dǎo)體層的結(jié)晶生長(zhǎng)，能夠容易地形成具有由(000-1)面構(gòu)成的端面的氮化物類半導(dǎo)體層。
在上述第四方面的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法中，優(yōu)選主表面為(1-100)面或 (11-20)面。在這種情況下，如果將本發(fā)明應(yīng)用于在主表面為m面((1-100)面)和a面 ((11-20)面)的基板上形成由氮化物類半導(dǎo)體層構(gòu)成的激光元件層(發(fā)光層)的情況，則通過抑制發(fā)光層上發(fā)生的壓電場(chǎng)的影響，能夠提高激光的發(fā)光效率。
在上述第四方面的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法中，優(yōu)選基板包含基底基板、和形成于基底基板上的基底層，形成(000-1)刻面的工序包含在基底層上形成(000-1)刻面的工序。根據(jù)如此構(gòu)成，在基底基板的主表面上形成氮化物類半導(dǎo)體層時(shí)，利用形成于基底層的(000-1)刻面，按照接著該(000-1)刻面的方式，能夠容易地形成具有由(000-1)面構(gòu)成的端面的氮化物類半導(dǎo)體層。
在這種情況下，優(yōu)選基底層包含AlGaN層，設(shè)基底基板和基底層的晶格常數(shù)分別為C1和C2時(shí)，基底基板和基底層具有C1 > C2的關(guān)系。根據(jù)如此構(gòu)成，在基底基板上形成由 AlGaN構(gòu)成的基底層時(shí)，由于基底層的晶格常數(shù)C2比基底基板的晶格常數(shù)C1小(C1 > c2)， 因此當(dāng)基底層的厚度即將與基底基板的晶格常數(shù)C1 一致時(shí)就在基底層的內(nèi)部發(fā)生拉伸應(yīng)力。其結(jié)果是，在基底層的厚度為規(guī)定的厚度以上的情況下，不耐該拉伸應(yīng)力而斷開時(shí)就在基底層上沿著(000-1)面形成裂紋。由此，能夠容易地在基底層上形成由(000-1)面構(gòu)成的端面，該端面成為用于在基底層上形成氮化物類半導(dǎo)體層的(000-1)面的基準(zhǔn)。
在包含在上述基板的基底層上形成(000-1)面的工序的構(gòu)成中，優(yōu)選形成 (000-1)刻面的工序還包含在基底層上形成由實(shí)質(zhì)上與(0001)面平行地形成的裂紋的一個(gè)面構(gòu)成的(000-1)面的工序。根據(jù)如此構(gòu)成，在基板上形成氮化物類半導(dǎo)體層時(shí)，按照接著由形成于基底層的裂紋的一面構(gòu)成的(000-1)面的刻面的方式，能夠容易地形成具有由 (000-1)面構(gòu)成的端面的氮化物類半導(dǎo)體層。
在上述第四方面的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法中，優(yōu)選形成(000-1)刻面的工序還包含形成俯視時(shí)在主表面上呈條紋狀延伸的(000-1)面的工序。根據(jù)如此構(gòu)成，能夠?qū)⑿纬捎诨迳系牡镱惏雽?dǎo)體層的由(000-1)面構(gòu)成的端面按照在基板的條紋狀延伸的(000-1)面條呈紋狀延伸的方式形成。
本發(fā)明第五方面的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法包括形成凹部的工序， 在具有由(Η、Κ、-Η-Κ、0)面構(gòu)成的主表面的基板上形成在主表面內(nèi)的[Κ、-Η、-Κ+Η、0]方向條紋狀延伸的凹部；和形成氮化物類半導(dǎo)體元件層的工序，在主表面上的、與凹部的一側(cè)面對(duì)應(yīng)的區(qū)域，使氮化物類半導(dǎo)體的由(000-1)面構(gòu)成的端面生長(zhǎng)，并且在與端面相對(duì)的區(qū)域，使相對(duì)于由(000-1)面構(gòu)成的端面傾斜規(guī)定角度地延伸的由氮化物類半導(dǎo)體層的生長(zhǎng)面構(gòu)成的反射面生長(zhǎng)，由此形成具有以(H、Κ、-Η-Κ、0)面為主面的發(fā)光層的氮化物類半導(dǎo)體元件層。
在本發(fā)明第五方面的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法中，如上所述，包括在與形成于基板的凹部的一側(cè)面對(duì)應(yīng)的區(qū)域，使氮化物類半導(dǎo)體的由(000-1)面構(gòu)成的端面生長(zhǎng)，并且在與(000-1)端面相對(duì)的區(qū)域，使相對(duì)于(000-1)端面傾斜規(guī)定角度地延伸的氮化物類半導(dǎo)體層的由生長(zhǎng)面構(gòu)成的反射面生長(zhǎng)，由此形成氮化物類半導(dǎo)體元件層的工序，通過上述工序，能夠在與氮化物類半導(dǎo)體元件層的結(jié)晶生長(zhǎng)同時(shí)得到形成有相對(duì)于 (000-1)端面傾斜的反射面的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光元件。由此，與在基板上生長(zhǎng)有平整的半導(dǎo)體元件層后、通過離子束蝕刻等形成相對(duì)于諧振器端面傾斜規(guī)定角度的反射面的情況不同，不利用復(fù)雜的制造工藝就能夠形成氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光元件。另外，利用氮化物類半導(dǎo)體層的生長(zhǎng)形成反射面，由此能夠形成獲得結(jié)晶生長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)的良好的平整性的反射面。由此，從(000-1)端面射出的激光不會(huì)在反射面上發(fā)生反射，一律使射出方向發(fā)生變化，并射出到外部，因此能夠抑制半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光效率。
另外，在第五方面的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法中，包括在基板上形成在基板的主表面內(nèi)的[K、-H、_K+H、0]方向條紋狀延伸的凹部的工序、和在與形成于基板的凹部一側(cè)面對(duì)應(yīng)的區(qū)域使氮化物類半導(dǎo)體的由(000-1)面構(gòu)成的端面生長(zhǎng)的工序，由此通過結(jié)晶生長(zhǎng)，利用沿基板的主表面((Η、Κ、-Η-Κ、0)面)內(nèi)的實(shí)質(zhì)上與c軸方向(W001]方向)正交的[Κ、-Η、-Κ+Η、0]方向延伸的凹部的一側(cè)面，能夠在基板上容易地形成具有更具平整性的(000-1)端面的氮化物類半導(dǎo)體元件層。通過具備上述工序，與通過蝕刻和劃線等進(jìn)行端面形成的情況不同，能夠簡(jiǎn)化制造工藝。另外，與通過蝕刻和劃線等進(jìn)行端面形成的情況不同，不必?fù)?dān)心端面形成時(shí)的雜質(zhì)等導(dǎo)入下道工序，因此，能夠形成具有清潔度高的 (000-1)端面的氮化物類半導(dǎo)體元件層。另外，通過具備在基板上形成具有以(Η、Κ、-Η-Κ、 0)面為主面的發(fā)光層的氮化物類半導(dǎo)體元件層的工序，能夠降低在半導(dǎo)體元件層(發(fā)光層)上發(fā)生的壓電場(chǎng)和自發(fā)極化等內(nèi)部電場(chǎng)。由此，能夠形成進(jìn)一步提高了發(fā)光效率的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
在上述第五方面的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法中，優(yōu)選凹部的一側(cè)面由 (000-1)面構(gòu)成。根據(jù)如此構(gòu)成，通過結(jié)晶生長(zhǎng)在基板上形成氮化物類半導(dǎo)體層時(shí)，能夠接著事先形成于基板的凹部的(000-1)面容易地形成具有(000-1)端面的氮化物類半導(dǎo)體元件層。
本發(fā)明第六方面的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造方法包括形成氮化物類半導(dǎo)體元件層的工序，在基板上形成具有第一端面的氮化物類半導(dǎo)體元件層，該第一端面至少包含相對(duì)于基板的主表面傾斜規(guī)定角度的傾斜面；和形成諧振器端面的工序，在傾斜面的局部區(qū)域，通過蝕刻形成與主表面大致垂直地延伸的諧振器端面，其中，傾斜面和主表面所成的角為銳角。
在本發(fā)明第六方面的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造方法中，如上所述，包括形成氮化物類半導(dǎo)體元件層的工序，在基板上，形成具有第一端面的氮化物類半導(dǎo)體元件層， 該第一端面至少包含相對(duì)于基板的主表面成銳角且傾斜規(guī)定角度的傾斜面；和形成諧振器端面的工序，在傾斜面的局部區(qū)域，形成與主表面大致垂直地延伸的諧振器端面，由此，氮化物類半導(dǎo)體元件層經(jīng)由比發(fā)光層附近的平面積大的平面積而與基板側(cè)連接，因此能夠使向基板側(cè)散熱的路徑的截面積增加其平面積增加的部分那么多。由此，即使是使半導(dǎo)體激光的輸出增加的情況，也可將諧振器端面附近的激光器射出光的發(fā)熱比諧振器端面更適當(dāng)?shù)亟?jīng)由形成有沿激光的射出方向延伸的傾斜面的氮化物類半導(dǎo)體元件層內(nèi)部向基板側(cè)擴(kuò)散。因此，激光器射出光造成的諧振器端面的過度發(fā)熱得以抑制。由此，能夠形成抑制了諧振器端面隨著半導(dǎo)體激光器的高輸出化而劣化的氮化物類半導(dǎo)體激光元件。另外，通過抑制諧振器端面的劣化，能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體激光器的長(zhǎng)壽命化。
在上述第六方面的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造方法中，優(yōu)選主表面由(H、 Κ、-Η-Κ、0)面構(gòu)成，在形成氮化物類半導(dǎo)體元件層的工序之前，還包括在基板上形成在主表面內(nèi)的[Κ、-Η、-Κ+Η、0]方向呈條紋狀延伸的凹部的工序，形成氮化物類半導(dǎo)體元件層的工序包括以凹部的一側(cè)面為起點(diǎn)形成由氮化物類半導(dǎo)體元件層的第一生長(zhǎng)面構(gòu)成的第一端面的工序。根據(jù)如此構(gòu)成，在氮化物類半導(dǎo)體元件層的結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)，能夠同時(shí)形成包含由氮化物類半導(dǎo)體元件層的第一生長(zhǎng)面構(gòu)成的傾斜面的第一端面。
在上述第六方面的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造方法中，優(yōu)選形成氮化物類半導(dǎo)體元件層的工序還包括以凹部的另一側(cè)面為起點(diǎn)形成相對(duì)于主表面大致垂直地延伸的由氮化物類半導(dǎo)體元件層的第二生長(zhǎng)面構(gòu)成的第二端面的工序。根據(jù)如此構(gòu)成，在氮化物類半導(dǎo)體元件層的結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)，與傾斜的第一端面同時(shí)能夠容易地形成相對(duì)于基板的主表面大致垂直地延伸的第二端面。
本發(fā)明第七方面的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管的制造方法包括在基板的主表面上形成凹部的工序；和形成氮化物類半導(dǎo)體層的工序，在主表面上，通過具有發(fā)光層并且包含以凹部的一內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)的由(000-1)面構(gòu)成的第一側(cè)面、和在與第一側(cè)面相對(duì)的區(qū)域以凹部的另一內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)的第二側(cè)面而形成氮化物類半導(dǎo)體層。
在本發(fā)明第七方面的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管的制造方法中，如上所述，包括 在基板的主表面上形成凹部的工序；和形成氮化物類半導(dǎo)體層的工序，在主表面上，通過具有發(fā)光層并且包含以凹部的一內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)的由(000-1)面構(gòu)成的第一側(cè)面和在與第一側(cè)面相對(duì)的區(qū)域以凹部的另一內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)的第二側(cè)面而形成氮化物類半導(dǎo)體層，由此在氮化物類半導(dǎo)體層上形成以事先形成于基板的凹部的內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)的第一側(cè)面和第二側(cè)面。即，在制造工藝上，與對(duì)層疊于無凹部等的平整基板上的氮化物類半導(dǎo)體層通過蝕刻加工而形成如上所述的第一側(cè)面或第二側(cè)面的情況不同，由于不需要蝕刻加工，因此能夠抑制氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管的制造工藝復(fù)雜化。另外，氮化物類半導(dǎo)體層的第一側(cè)面和第二側(cè)面通過干式蝕刻等而形成，因此，在制造工藝上，不易在發(fā)光層等上產(chǎn)生損傷。由此， 能夠提高來自發(fā)光層的光的輸出效率。
另外，包括在基板的主表面上形成凹部的工序；和在主表面上，通過包含以凹部的一內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)的由(000-1)面構(gòu)成的第一側(cè)面和以凹部的另一內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)的第二側(cè)面而形成氮化物類半導(dǎo)體層的工序，由此在氮化物類半導(dǎo)體層在基板上進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)， 與生長(zhǎng)層的上面(氮化物類半導(dǎo)體層的主表面)生長(zhǎng)的生長(zhǎng)速度相比，分別形成以凹部的一內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)的第一側(cè)面和以凹部的另一內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)的第二側(cè)面的生長(zhǎng)速度慢，因此生長(zhǎng)層的上面(主表面)邊保持平整性邊進(jìn)行生長(zhǎng)。由此，與未形成由上述第一側(cè)面和第二側(cè)面構(gòu)成的端面時(shí)的氮化物類半導(dǎo)體層的生長(zhǎng)層表面相比，能夠進(jìn)一步提高具有發(fā)光層的半導(dǎo)體導(dǎo)層的表面的平整性。


圖1是用于對(duì)本發(fā)明的發(fā)光二極管芯片的概要構(gòu)成進(jìn)行說明的剖面圖2是表示氮化物類半導(dǎo)體的結(jié)晶方位、和利用本發(fā)明的制造工藝形成氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光元件時(shí)的基板主表面的法線方向的范圍的圖3是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件結(jié)構(gòu)的立體圖4是用于對(duì)圖3所示的第一實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明的、沿半導(dǎo)體激光元件的諧振器方向的剖面圖5是表示圖4所示的第一實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的發(fā)光層的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的放大剖面圖6是用于對(duì)圖3所示的第一實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的動(dòng)作進(jìn)行說明的剖面圖7是用于對(duì)圖3所示的第一實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝進(jìn)行說明的剖面圖8是用于對(duì)圖3所示的第一實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝進(jìn)行說明的平面圖9是用于對(duì)圖3所示的第一實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝進(jìn)行說明的剖面圖10是用于對(duì)圖3所示的第一實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝進(jìn)行說明的放大剖面圖11是用于對(duì)圖3所示的第一實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝進(jìn)行說明的剖面圖12是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件結(jié)構(gòu)的剖面圖13是利用掃描式電子顯微鏡觀察到圖10所示的第一實(shí)施方式的制造工藝實(shí)現(xiàn)的η型GaN基板上的半導(dǎo)體層結(jié)晶生長(zhǎng)的情形的顯微鏡照片。
圖14是利用掃描式電子顯微鏡觀察到圖10所示的第一實(shí)施方式的制造工藝實(shí)現(xiàn)的η型GaN基板上的半導(dǎo)體層結(jié)晶生長(zhǎng)的情形的顯微鏡照片。
圖15是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件結(jié)構(gòu)的剖面圖16是用于對(duì)圖15所示的第二實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝進(jìn)行說明的剖面圖17是用于對(duì)圖15所示的第二實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝進(jìn)行說明的剖面圖18是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的結(jié)構(gòu)的剖面圖19是表示將本發(fā)明第三實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件和監(jiān)測(cè)用PD內(nèi)裝輔助底座組合在一起的結(jié)構(gòu)的剖面圖20是表示本發(fā)明第四實(shí)施方式的二維面發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)的立體圖21是表示使用圖20所示的第四實(shí)施方式的二維面發(fā)光元件的面發(fā)光激光裝置的結(jié)構(gòu)的平面圖和剖面圖22是表示使用圖20所示的第四實(shí)施方式的二維面發(fā)光元件的面發(fā)光激光裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖23是表示本發(fā)明第五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的結(jié)構(gòu)的立體圖M是用于對(duì)圖23所示的第五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明的、沿半導(dǎo)體激光元件的諧振器方向的剖面圖25是表示圖23所示的第五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的光射出面附近的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的放大剖面圖沈是表示圖23所示的第五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的發(fā)光層的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的放大剖面圖27是用于對(duì)圖23所示的第五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝進(jìn)行說明的剖面圖觀是用于對(duì)圖23所示的第五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝進(jìn)行說明的剖面圖四是用于對(duì)圖23所示的第五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝進(jìn)行說明的剖面圖30是用于對(duì)圖23所示的第五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝進(jìn)行說明的剖面圖31是用于對(duì)圖23所示的第五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝進(jìn)行說明的剖面圖32是表示本發(fā)明第五實(shí)施方式的第一變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件結(jié)構(gòu)的剖面圖33是用于對(duì)圖32所示的第五實(shí)施方式的第一變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝進(jìn)行說明的剖面圖34是用于對(duì)圖32所示的第五實(shí)施方式的第一變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝進(jìn)行說明的剖面圖35是表示本發(fā)明第五實(shí)施方式的第二變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件結(jié)構(gòu)的剖面圖36是表示本發(fā)明第六實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的結(jié)構(gòu)的剖面圖37是表示本發(fā)明第七實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的結(jié)構(gòu)的剖面圖38是用于對(duì)圖37所示的第七實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝進(jìn)行說明的剖面圖39是用于對(duì)圖37所示的第七實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝進(jìn)行說明的剖面圖40是用于對(duì)圖37所示的第七實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝進(jìn)行說明的剖面圖41是表示本發(fā)明第八實(shí)施方式的第一變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件結(jié)構(gòu)的剖面圖42是用于對(duì)圖41所示的第八實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝進(jìn)行說明的剖面圖43是用于對(duì)圖41所示的第八實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝進(jìn)行說明的剖面圖44是用于對(duì)圖41所示的第八實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝進(jìn)行說明的剖面圖45是表示本發(fā)明第八實(shí)施方式的變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件結(jié)構(gòu)的剖面圖46是表示本發(fā)明第九實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)的剖面圖47是用于對(duì)圖46所示的第九實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片的制造工藝進(jìn)行說明的剖面圖48是表示本發(fā)明第十實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)的剖面圖49是用于對(duì)圖48所示的第十實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片的制造工藝進(jìn)行說明的剖面圖50是表示本發(fā)明第十一實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)的剖面圖51是用于對(duì)圖50所示的第十一實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片的制造工藝進(jìn)行說明的平面圖52是用于對(duì)圖50所示的第十一實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片的制造工藝進(jìn)行說明的平面圖53是表示本發(fā)明第十二實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)的剖面圖M是表示本發(fā)明第十三實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)的剖面圖55是表示利用本發(fā)明第十四實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法形成的氮化物類半導(dǎo)體激光元件結(jié)構(gòu)的剖面圖56是用于對(duì)圖55所示的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明的、沿半導(dǎo)體激光元件的諧振器方向的剖面圖57是用于對(duì)利用圖55所示的第十四實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法形成的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝進(jìn)行說明的剖面圖58是表示利用本發(fā)明第十五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法形成的氮化物類半導(dǎo)體激光元件結(jié)構(gòu)的剖面圖59是用于對(duì)利用圖58所示的第十五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法形成的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝進(jìn)行說明的剖面圖。
具體實(shí)施方式
下面，基于附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
在對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行說明之前，首先，參照?qǐng)D1以發(fā)光二極管芯片10 為例，對(duì)本發(fā)明的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光元件的概要構(gòu)成進(jìn)行說明。
如圖1所示，發(fā)光二極管芯片10在第一半導(dǎo)體1上形成有發(fā)光層2。在發(fā)光層2 上形成有第二半導(dǎo)體3。另外，在第一半導(dǎo)體1的下面上形成有第一電極4，并且在第二半導(dǎo)體3上形成有第二電極5。另外，第一半導(dǎo)體1為本發(fā)明的“基板”和“氮化物類半導(dǎo)體層”的一個(gè)例子，發(fā)光層2和第二半導(dǎo)體3分別為本發(fā)明的“氮化物類半導(dǎo)體層”的一個(gè)例子。
在此，通常，通過在第一半導(dǎo)體1和第二半導(dǎo)體3之間形成具有比第一半導(dǎo)體1和第二半導(dǎo)體3的禁帶寬度(能帶隙、帶隙、band gap)小的禁帶寬度的發(fā)光層2而形成雙異質(zhì)(hetero)結(jié)構(gòu)，由此能夠容易地將載體封閉在發(fā)光層2中，并且可以提高發(fā)光二極管芯片10的發(fā)光效率。另外，通過將發(fā)光層2設(shè)定為單量子阱(SQW)結(jié)構(gòu)、多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)一步提高發(fā)光效率。在該量子阱結(jié)構(gòu)的情況下，由于阱層的厚度小，因此在阱層具有變形的情況下，也能夠抑制阱層的結(jié)晶性變差。另外，阱層即使是在發(fā)光層2的主表面加的平面方向上具有壓縮變形的情況、或在平面方向上具有拉伸變形的情況，也能夠抑制結(jié)晶性變差。另外，發(fā)光層2既可以是非摻雜結(jié)構(gòu)，也可以對(duì)其進(jìn)行摻雜。
另外，在本發(fā)明中，第一半導(dǎo)體1既可以由基板或半導(dǎo)體層構(gòu)成，也可以由基板和半導(dǎo)體層的雙方構(gòu)成。另外，在第一半導(dǎo)體1由基板和半導(dǎo)體層雙方構(gòu)成的情況下，基板形成于第一半導(dǎo)體1的與形成第二半導(dǎo)體3的側(cè)相反側(cè)(第一半導(dǎo)體1的下面?zhèn)?。另外，基板既可以是生長(zhǎng)用基板，也可以用作在使半導(dǎo)體層生長(zhǎng)后用于將半導(dǎo)體層支承于半導(dǎo)體層的生長(zhǎng)面(主表面)的支承基板。
另外，基板可以使用GaN基板、α-SiC基板。在GaN基板和α-SiC基板上形成有與基板具有相同的主表面的氮化物類半導(dǎo)體層。例如，在α-SiC基板的a面和m面上分別形成有以a面和m面為主表面的氮化物類半導(dǎo)體層。另外，也可以將形成有以a面為主表面的氮化物類半導(dǎo)體層的r面藍(lán)寶石(sapphire)基板用作基板。另外，可以將形成有以a 面和m面為主表面的氮化物類半導(dǎo)體層的LiAW2基板或Life^2基板用作基板。
另外，在pn結(jié)型發(fā)光二極管芯片10中，第一半導(dǎo)體1和第二半導(dǎo)體3具有互不相同的導(dǎo)電性。既可以是第一半導(dǎo)體1為P型，第二半導(dǎo)體3為η型，也可以是第一半導(dǎo)體1 為η型，第二半導(dǎo)體3為ρ型。
另外，第一半導(dǎo)體1和第二半導(dǎo)體3也可以包含禁帶寬度比發(fā)光層2大的包覆層 (clad)(未圖示)等。另外，第一半導(dǎo)體1和第二半導(dǎo)體3也可以分別按距離發(fā)光層2側(cè)近的順序包含包覆層和接觸層(未圖示)。在這種情況下，接觸層優(yōu)選禁帶寬度比包覆層小。
另外，作為量子阱發(fā)光層2，作為阱層可以使用fe^nN，作為阻擋層可以使用禁帶寬度比阱層大的AWaN、GaN和feJnN。另外，作為包覆層和接觸層，可以使用GaN和AWaN。
另外，第二電極5也可以形成于第二半導(dǎo)體3上的局部區(qū)域。另外，在發(fā)光二極管芯片10為發(fā)光二極管的情況下，形成于光的射出側(cè)(上面?zhèn)?的電極(此時(shí)，第二電極5) 優(yōu)選具有透光性。
接著，參照?qǐng)D2對(duì)本發(fā)明的利用氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法形成半導(dǎo)體發(fā)光元件時(shí)的基板的面方位進(jìn)行說明。
如圖2所示，基板6的主表面6a的法線方向位于由如下各線包圍的范圍(用斜線畫剖面線的區(qū)域)內(nèi)將[11-20]方向和大致[10-10]方向連結(jié)的線600([C+D、C、-2C-D、 0]方向(C彡0和D彡0，且C和D至少任一個(gè)是不為0的整數(shù)))、和將[11-20]方向和大致[11-2-5]方向連結(jié)的線700([1、1、-2、-E]方向(0彡E彡5))、和將[10-10]方向和大致[10-1-4]方向連結(jié)的線800([1、-1、0、-F]方向(0彡F彡4))、和將大致[11-2-5]方向和大致[10-1-4]方向連結(jié)的線900( [G+H、G、-2G-H、-5G-4H]方向(G彡0和H彡0，且G禾口 H至少任一個(gè)是不為0的整數(shù)))。
(第一實(shí)施方式)
首先，參照?qǐng)D3 圖6對(duì)第一實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件50的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
在該第一實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件50中，如圖3和圖4所示，在具有約3 μ m 約4 μ m厚度的由AWaN構(gòu)成的基底層22上形成有具有約3. 1 μ m厚度的半導(dǎo)體激光元件層23，該基底層22形成在具有約100 μ m厚度的η型GaN基板21上。另外，半導(dǎo)體激光元件層23如圖4所示，激光元件端部間(Α方向)長(zhǎng)度Ll具有約1560μπι，并且在
方向即諧振器方向(Α方向)上分別形成有相對(duì)于η型GaN基板21的主表面大致垂直的光射出面50a和光反射面50b。另外，η型GaN基板21和半導(dǎo)體激光元件層23分別為本發(fā)明的“基板”和“氮化物類半導(dǎo)體層”的一個(gè)例子，光射出面50a為本發(fā)明的“端面” 的一個(gè)例子。另外，光射出面50a和光反射面50b通過從光射出側(cè)和光反射側(cè)各側(cè)的諧振器端面射出的激光強(qiáng)度的大小關(guān)系來區(qū)別。即，激光的射出強(qiáng)度相對(duì)大的一側(cè)為光射出面 50a，激光的射出強(qiáng)度相對(duì)小的一側(cè)為光反射面50b。
在此，在第一實(shí)施方式中，半導(dǎo)體激光元件層23經(jīng)由基底層22形成在η型GaN基板21的非極性面即由m面((1-100)面)構(gòu)成的主表面上。另外，在基底層22上形成有具有在結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)形成的由(000-1)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面40a的裂紋40。另外，裂紋40為本發(fā)明的“凹部”的一個(gè)例子。而且，如圖4所示，半導(dǎo)體激光元件層23的光射出面50a由按照接著基底層22的裂紋40的內(nèi)側(cè)面40a的方式進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)的由(000-1)面構(gòu)成的端面構(gòu)成。另外，半導(dǎo)體激光元件層23的光反射面50b由垂直于W001]方向(圖4的Al方向) 的端面即c面((0001)面)形成。
另外，在第一實(shí)施方式中，在使基底層22進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)，通過利用η型GaN基板21和基底層22的晶格常數(shù)差，將作為凹部的裂紋40形成于基底層22，但在使基底層 22進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)后，也可以通過從基底層22的表面?zhèn)绕疬M(jìn)行機(jī)械劃線、激光劃線、切塊 (dicing)和蝕刻等，來形成包含(000-1)面的內(nèi)側(cè)面(凹部的內(nèi)側(cè)面)。另外，在利用上述方法形成凹部的情況下，也可以將基底層22設(shè)定為具有與基板(基底基板)即η型GaN基板21同樣的晶格常數(shù)的GaN。另外，如下所述，通過機(jī)械劃線、激光劃線、切塊和蝕刻等，也可以在η型GaN基板21的表面上，直接形成具有由(000-1)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面的凹部(在第二實(shí)施方式中，以槽部80的形式來表示)。
另外，在第一實(shí)施方式中，如圖4所示，在半導(dǎo)體激光元件層23上，在與
方向(Α2方向)的光射出面50a相對(duì)的區(qū)域，形成有沿著相對(duì)于光射出面50a傾斜θ ^ = 約62° )的方向延伸的反射面50c。另外，反射面50c由伴隨半導(dǎo)體激光元件層23形成時(shí)的結(jié)晶生長(zhǎng)的由(1-101)面構(gòu)成的生長(zhǎng)面(刻面)形成。由此，在氮化物類半導(dǎo)體激光元件 50中，如圖6所示，構(gòu)成為能夠?qū)暮笫龅陌l(fā)光層沈的光射出面50a沿A2方向射出的激光，通過反射面50c使射出方向變化為相對(duì)于光射出面50a傾斜θ2(=約34° )的方向， 然后射出到外部。另外，如圖4所示，通過制造工藝時(shí)的片狀解理，在半導(dǎo)體激光元件層23 的Α2方向的端部形成有半導(dǎo)體激光元件層23的由(000-1)面構(gòu)成的端面50d。
另外，半導(dǎo)體激光元件層23包含緩沖層M、n型包覆層25、發(fā)光層沈、？型包覆層 27和ρ型接觸層觀。具體而言，如圖3和圖4所示，在形成于η型GaN基板21上的基底層 22的上面上，形成有具有約Ι.Ομπι厚度的由非摻雜Ala ^1Giia99N構(gòu)成的緩沖層Μ、和具有約1. 9 μ m厚度的由Ge摻雜Al0.07Ga0.93N構(gòu)成的η型包覆層25。
另外，在η型包覆層25上形成有發(fā)光層26。如圖5所示，發(fā)光層沈從距離η型包覆層25近(參照?qǐng)D4)的一側(cè)起依次由具有約20nm厚度的由Ala2Giia8N構(gòu)成的η側(cè)載塊(Carrier Block)層26a、MQff活性層26d、具有約0. 8nm厚度的由非摻雜InaoMl99N構(gòu)成的P側(cè)光導(dǎo)層26e、具有約20nm厚度的由Ala25Giia75N構(gòu)成的載塊層26f構(gòu)成。另外，MQW 活性層^d的具有約2. 5nm厚度的由非摻雜Lai5Giia85N構(gòu)成的三層量子阱層^b、和具有約20nm厚度的由非摻雜Latl2Giia98N構(gòu)成的三層量子阻擋層26c交替地層疊。η型包覆層 25的禁帶寬度比MQW活性層26d大。另外，也可以在η側(cè)載塊層26a和MQW活性層26d之間，形成具有η側(cè)載塊層26a和MQW活性層^d的中間的禁帶寬度的光導(dǎo)層等。另外，MQff 活性層^d也可以用單層或SQW結(jié)構(gòu)來形成。
另外，如圖3和圖4所示，在發(fā)光層沈上形成有具有約0. 5 μ m厚度的由Mg摻雜 AlawGiia93N構(gòu)成的ρ型包覆層27。ρ型包覆層27的禁帶寬度比MQW活性層26d大。另外， 在P型包覆層27上形成有具有約3nm厚度的由非摻雜Inaci7Giia93N構(gòu)成的ρ型接觸層28。 另外，緩沖層24、η型包覆層25、發(fā)光層26、ρ型包覆層27和ρ型接觸層觀分別為本發(fā)明的“氮化物類半導(dǎo)體層”的一個(gè)例子。
另外，如圖3所示，在ρ型接觸層觀的上面上的規(guī)定的區(qū)域形成有具有約200nm 厚度的由SW2構(gòu)成的電流區(qū)塊層四。
另外，在ρ型接觸層觀的上面上的未形成有電流區(qū)塊層四的區(qū)域(圖3的B方向的中央部附近)形成有P側(cè)電極30，該P(yáng)側(cè)電極30從距離P型接觸層觀的上面近的一側(cè)起依次由具有約5nm厚度的Pt層、和具有約IOOnm厚度的Pd層、和具有約150nm厚度的 Au層構(gòu)成。另外，ρ側(cè)電極30以覆蓋電流區(qū)塊層四的上面上的方式形成。
另外，如圖3和圖4所示，在η型GaN基板21的下面上形成有從距離η型GaN基板21近的一側(cè)起依次由具有約IOnm厚度的Al層、和具有約20nm厚度的Pt層、和具有約 300nm厚度的Au層構(gòu)成的η側(cè)電極31。如圖4所示，該η側(cè)電極31按照延伸到氮化物類半導(dǎo)體激光元件50的A方向的兩側(cè)部的方式形成于η型GaN基板21的下面上的全面(整個(gè)面)。
接著，參照?qǐng)D3 圖5和圖7 圖11對(duì)第一實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件 50的制造工藝進(jìn)行說明。
首先，如圖7所示，利用有機(jī)金屬氣相生長(zhǎng)法(M0CVD法)，在η型GaN基板21上使基底層22生長(zhǎng)，以使其具有約3 μ m 約4 μ m厚度。另外，在基底層22進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)， 由AKiaN構(gòu)成的基底層22的W001]方向的晶格常數(shù)C2比η型GaN基板21的W001]方向的晶格常數(shù)C1小(C1 > C2)，因此達(dá)到規(guī)定厚度的基底層22與η型GaN基板21的晶格常數(shù) C1 一致，在基底層22的內(nèi)部發(fā)生拉伸應(yīng)力R。其結(jié)果是，隨著基底層22的局部沿A方向收縮，在基底層22上形成圖7所示的裂紋40。此時(shí)，如圖8所示，裂紋40在η型GaN基板21 的與W001]方向(A方向)正交的[11-20]方向(B方向)上形成為條紋狀。
另外，在第一實(shí)施方式中，如圖7所示，在基底層22上形成裂紋40時(shí)，在裂紋40 內(nèi)形成由AKkiN層的(000-1)面構(gòu)成且到達(dá)η型GaN基板21的上面的(1-100)面的內(nèi)側(cè)面40a。該內(nèi)側(cè)面40a形成為相對(duì)于η型GaN基板21的由(1-100)面構(gòu)成的主表面大致垂直。在此，裂紋40由于利用發(fā)生于基底層22內(nèi)部的拉伸應(yīng)力R而形成，因此與通過外部加工技術(shù)(例如，機(jī)械劃線、激光劃線、切塊和蝕刻等)形成凹部的情況不同，可以容易地使內(nèi)側(cè)面40a與結(jié)晶學(xué)的晶面指數(shù)(000-1)面一致。其結(jié)果是，能夠?qū)?nèi)側(cè)面40a形成為極平整的(000-1)面，因此在平整的內(nèi)側(cè)面40a上使半導(dǎo)體激光元件層23進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)，能夠容易地使具有接著內(nèi)側(cè)面40a的(000-1)面的那種平整的端面的半導(dǎo)體激光元件層23 生長(zhǎng)。
另外，在第一實(shí)施方式中，如上所述，在基底層22的內(nèi)部形成有到達(dá)η型GaN基板 21的上面的裂紋40，因此能夠?qū)⒕Ц癯?shù)與η型GaN基板21不同的基底層22的晶格變形撐開。因此，基底層22的結(jié)晶質(zhì)量良好，能夠使形成于基底層22上的半導(dǎo)體激光元件層23成為高質(zhì)量的結(jié)晶狀態(tài)。其結(jié)果是，可以提高后述的工序中形成的η型包覆層25、η側(cè)載塊層^a、載塊層^f、p型包覆層27和ρ型接觸層觀等電特性，并且可抑制這些層內(nèi)的光吸收。另外，可以降低發(fā)光層26 (η側(cè)載塊層^a、MQff活性層^d、ρ側(cè)光導(dǎo)層26e和載塊層 26f)的內(nèi)部損耗，并且可以提高發(fā)光層沈的發(fā)光效率。另外，在第一實(shí)施方式中，在基底層 22的內(nèi)部形成有到達(dá)η型GaN基板21的上面的裂紋40，但也可以在基底層22的厚度方向 (圖7的箭頭C2方向)上形成深度與基底層22的厚度相當(dāng)?shù)牟鄄俊Ｈ绱藰?gòu)成也能夠通過深度與基底層22的厚度相當(dāng)?shù)牟鄄繉⒒讓?2的內(nèi)部變形撐開，因此能夠得到與形成裂紋40時(shí)同樣的效果。
接著，如圖9所示，利用MOCVD法，在形成有裂紋40的基底層22上依次使緩沖層 24,η型包覆層25、發(fā)光層沈(詳細(xì)情況參照?qǐng)D幻、ρ型包覆層27和ρ型接觸層觀生長(zhǎng)，形成半導(dǎo)體激光元件層23。
在上述半導(dǎo)體激光元件層23的形成中，具體而言，首先，在將基板溫度保持在約 1000°C的生長(zhǎng)溫度的狀態(tài)下，將由含有( 原料即TMGa (三甲基鎵)和Al原料即TMAl (三甲基鋁)的氫氣H2構(gòu)成的運(yùn)載氣體供給到反應(yīng)爐內(nèi)，在η型GaN基板21上使緩沖層M生長(zhǎng)。接著，將由含有TMGa和ΤΜΑ1、和用于得到η型導(dǎo)電性的Ge雜質(zhì)的原料即GeH4 (甲鍺烷)的氫氣H2構(gòu)成的運(yùn)載氣體供給到反應(yīng)爐內(nèi)，在緩沖層M上使η型包覆層25生長(zhǎng)。其后，將含有TMGa和TMAl的氫氣H2供給到反應(yīng)爐內(nèi)，在η型包覆層25上使η側(cè)載塊層26a 生長(zhǎng)。
接著，在將基板溫度下降到約850°C的生長(zhǎng)溫度并進(jìn)行保持的狀態(tài)下，向在反應(yīng)爐內(nèi)供給有NH3氣體的氮?dú)夥諊鷼庵?，供給( 原料即TEfe (三乙基鎵)和h原料即TMh (三甲基銦)，使MQW活性層26d和ρ側(cè)光導(dǎo)層26e生長(zhǎng)。而且，將TMGa和TMAl供給到反應(yīng)爐內(nèi)，使載塊層26f生長(zhǎng)。由此，形成發(fā)光層沈(參照?qǐng)D5)。
接著，在將基板溫度上升到約1000°C的生長(zhǎng)溫度并進(jìn)行保持的狀態(tài)下，向在反應(yīng)爐內(nèi)供給有NH3氣體的氫氣和氮?dú)夥諊鷼庵?，供給ρ型雜質(zhì)即Mg的原料即Mg(C5H5)2 (環(huán)戊二烯基鎂)、( 原料即TMGa和Al原料即TMAl，在發(fā)光層沈上使ρ型包覆層27生長(zhǎng)。其后，再次在將基板溫度下降到約850°C的生長(zhǎng)溫度并進(jìn)行保持的狀態(tài)下，向在反應(yīng)爐內(nèi)供給有NH3氣體的氮?dú)夥諊鷼庵校┙o( 原料即TEfei和h原料即TMh，使ρ型接觸層28生長(zhǎng)。 如此，在基底層22上形成半導(dǎo)體激光元件層23。
在此，在第一實(shí)施方式的制造工藝中，如圖10所示，在基底層22上使半導(dǎo)體激光元件層23生長(zhǎng)的情況下，在沿B方向(參照?qǐng)D8)條紋狀延伸的裂紋40的由(000-1)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面40a上，半導(dǎo)體激光元件層23按照接著裂紋40的(000-1)面的方式，邊形成沿[1-100]方向(C2方向)延伸的(000-1)面，邊進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)。由此，與通過蝕刻和劃線等形成端面的情況不同，不會(huì)使制造工藝復(fù)雜化，能夠容易地將半導(dǎo)體激光元件層23的 (000-1)面形成為氮化物類半導(dǎo)體激光元件50的一對(duì)諧振器端面中的光射出面50a。
另外，在第一實(shí)施方式的制造工藝中，如圖10所示，在裂紋40的與內(nèi)側(cè)面40a相對(duì)的內(nèi)側(cè)面40b側(cè)，半導(dǎo)體激光元件層23形成沿相對(duì)于光射出面50a傾斜9J=約62° ) 的方向延伸的作為生長(zhǎng)面的反射面50c。該反射面50c為伴隨半導(dǎo)體激光元件層23結(jié)晶生長(zhǎng)的由(1-101)面構(gòu)成的刻面(生長(zhǎng)面)。由此，在半導(dǎo)體激光元件層23結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)，可以同時(shí)形成相對(duì)于η型GaN基板21的主表面大致垂直的光射出面50a、和反射面50c。
另外，在第一實(shí)施方式的制造工藝中，不通過蝕刻和劃線等進(jìn)行射出面50a和反射面50c等端面形成。因此端面(射出面50a和反射面50c)形成時(shí)的雜質(zhì)等不可能導(dǎo)入下道工序，因此能夠形成具有清潔度高的由(000-1)端面構(gòu)成的光射出面50a、和由(1-101) 面構(gòu)成的反射面50c的半導(dǎo)體激光元件層23。
而且，在氮?dú)夥諊鷼庵?，在約800°C的溫度條件下，進(jìn)行ρ型化退火處理。另外，如圖3所示，在ρ型接觸層觀的上面上通過光刻形成抗蝕劑圖案后，以其抗蝕劑圖案為掩模， 進(jìn)行干式蝕刻等，由此形成由SiO2構(gòu)成的電流區(qū)塊層四。另外，如圖3和圖11所示，利用真空蒸鍍法，在電流區(qū)塊層四上和未形成有電流區(qū)塊層四的P型接觸層觀上，形成ρ側(cè)電極30。另外，圖11表示形成有電流區(qū)塊層四的位置的沿著半導(dǎo)體激光元件的諧振器方向(A方向)的剖面結(jié)構(gòu)。
此后，如圖11所示，按照η型GaN基板21的厚度達(dá)到約100 μ m的方式，將η型GaN 基板21的下面研磨后，利用真空蒸鍍法，在η型GaN基板21的下面上形成η側(cè)電極31。
而且，如圖11所示，在η側(cè)電極31的下面?zhèn)鹊南Ｍ纬梢?guī)定的(0001)面的位置， 通過激光劃線或機(jī)械式劃線，按照沿與η型GaN基板21的W001]方向(圖3的A方向) 正交的方向(圖3的B方向)延伸的方式，形成直線狀的線槽41。在該狀態(tài)下，如圖11所示，按照晶片的表面?zhèn)?上側(cè))裂開的方式，以η型GaN基板21的下面?zhèn)葹橹c(diǎn)附加荷重， 由此將晶片在線槽41的位置(解理線1000)解理。由此半導(dǎo)體激光元件層23的(0001) 面形成為氮化物類半導(dǎo)體激光元件50的一對(duì)諧振器端面中的光反射面50b。
此后，沿諧振器方向(A方向)將元件分割而芯片化，由此形成圖3和圖4所示的第一實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件50。
在第一實(shí)施方式中，如上所述，包括沿相對(duì)于由(000-1)面構(gòu)成的光射出面50a傾斜θ^=約62° )的方向延伸的半導(dǎo)體激光元件層23結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)的生長(zhǎng)面即由(1-101) 面構(gòu)成的反射面50c，由此在η型GaN基板21的主表面上，在形成半導(dǎo)體激光元件層23時(shí)的結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)，能夠同時(shí)形成相對(duì)于光射出面50a傾斜的反射面50c。由此，與在η型GaN 基板上生長(zhǎng)有平整的半導(dǎo)體元件層后、通過離子束蝕刻等形成相對(duì)于諧振器端面(光射出面)傾斜規(guī)定角度的反射面的情況不同，能夠抑制氮化物類半導(dǎo)體激光元件50的制造工藝復(fù)雜化。
另外，在第一實(shí)施方式中，將反射面50c按照由半導(dǎo)體激光元件層23的生長(zhǎng)面 (刻面)即(1-101)面構(gòu)成的方式來構(gòu)成，由此在反射面50c上能夠得到良好的平整性。由此能夠?qū)墓馍涑雒?0a射出的激光不在反射面50c上發(fā)生散射就一律使射出方向變化為相對(duì)于光射出面50a傾斜θ2(=約34° )的方向而射出到外部。因此，與通過離子束蝕刻等而形成具有微小凹凸形狀的反射面的半導(dǎo)體激光元件不同，能夠抑制氮化物類半導(dǎo)體激光元件50的發(fā)光效率降低。
另外，在第一實(shí)施方式中，通過在η型GaN基板21上包括具有以(1_100)面為主面的發(fā)光層沈的半導(dǎo)體激光元件層23，能夠降低在半導(dǎo)體激光元件層23 (發(fā)光層26)上發(fā)生的壓電場(chǎng)。由此，能夠提高激光的發(fā)光效率。
另外，在第一實(shí)施方式中，通過將由(000-1)面構(gòu)成的光射出面50a按照由半導(dǎo)體激光元件層23的生長(zhǎng)面構(gòu)成的方式來構(gòu)成，能夠在半導(dǎo)體激光元件層23結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)同時(shí)形成光射出面50a。由此，與在η型GaN基板上生長(zhǎng)有半導(dǎo)體元件層后、通過離子束蝕刻等形成相對(duì)于諧振器端面(光射出面)傾斜規(guī)定角度的反射面的情況不同，能夠抑制氮化物類半導(dǎo)體激光元件50的制造工藝復(fù)雜化。
另外，在第一實(shí)施方式中，能夠使用由GaN構(gòu)成的η型GaN基板21，能夠在η型GaN 基板21上，利用氮化物類半導(dǎo)層的結(jié)晶生長(zhǎng)，容易地形成相對(duì)于光射出面50a傾斜θ ^ = 約62° )的反射面50c。
另外，在第一實(shí)施方式中，通過使用具有由m面((1-100)面)構(gòu)成的主表面的η型 GaN基板21，在特別是具有由無極性面構(gòu)成的主表面的η型GaN基板21上形成半導(dǎo)體激光元件層23 (發(fā)光層26)，因此能夠進(jìn)一步降低在半導(dǎo)體激光元件層23上發(fā)生的壓電場(chǎng)。由此，能夠進(jìn)一步提高激光的發(fā)光效率。
另外，在第一實(shí)施方式中，形成于半導(dǎo)體激光元件層23的反射面50c具有(1_101) 面的面方位，由此上述反射面50c通過利用氮化物類半導(dǎo)體層的結(jié)晶生長(zhǎng)而由氮原子覆蓋大部分表面，因此抑制氛圍氣中的氧被攝入反射面50c。由此抑制反射面50c隨著氧化而劣化。其結(jié)果是，不會(huì)在激光的反制率上產(chǎn)生時(shí)效變化，能夠得到穩(wěn)定的激光。
另外，在第一實(shí)施方式中，在η型GaN基板21上形成基底層22，并且將半導(dǎo)體激光元件層23的由(000-1)面構(gòu)成的光射出面50a沿著裂紋40的由內(nèi)側(cè)面40a構(gòu)成的(000-1) 面形成為相對(duì)于η型GaN基板21的主表面大致垂直，該裂紋40按照沿η型GaN基板21的主表面即m面((000-1)面)的[11-20]方向(圖8的箭頭B方向)條紋狀延伸的方式形成于基底層22。由此，在η型GaN基板21的主表面上形成氮化物類半導(dǎo)體層時(shí)，利用在η型 GaN基板21的m面((000-1)面)內(nèi)的實(shí)質(zhì)上與c軸方向(WOOl]方向)正交的[11-20] 方向上形成的裂紋40的內(nèi)側(cè)面40a，能夠容易地形成具有與η型GaN基板21的主表面大致垂直的由(000-1)面構(gòu)成的光射出面50a的半導(dǎo)體激光元件層23。
另外，在第一實(shí)施方式中，通過將形成于η型GaN基板21上的裂紋40的內(nèi)側(cè)面 40a按照由(000-1)面構(gòu)成的方式來構(gòu)成，由此在η型GaN基板21上形成半導(dǎo)體激光元件層23時(shí)，能夠接著形成于η型GaN基板21上的基底層22的裂紋40的(000-1)面容易地形成具有由(000-1)端面構(gòu)成的光射出面50a的半導(dǎo)體激光元件層23。
(第一實(shí)施方式的變形例)
參照?qǐng)D12對(duì)下述情況進(jìn)行說明在該第一實(shí)施方式的變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件60中，與上述第一實(shí)施方式不同，半導(dǎo)體激光元件層23經(jīng)由基底層22形成于由η 型GaN基板61的非極性面即a面((11_20)面)構(gòu)成的主表面上。另外，η型GaN基板61 是本發(fā)明的“基板”的一個(gè)例子。
在此，在第一實(shí)施方式的變形例中，如圖12所示，半導(dǎo)體激光元件層23的光射出面60a由按照接著基底層22的裂紋40的內(nèi)側(cè)面40a的方式進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)的由(000-1)面構(gòu)成的端面構(gòu)成。另外，在半導(dǎo)體激光元件層23上，在W00-1]方向(A2方向)的與光射出面60a相對(duì)的區(qū)域，形成有沿相對(duì)于光射出面60a傾斜θ3(=約58° )的方向延伸的反射面60c。另外，反射面60c由隨著半導(dǎo)體激光元件層23形成時(shí)的結(jié)晶生長(zhǎng)的由(11-22) 面構(gòu)成的刻面形成。由此，在氮化物類半導(dǎo)體激光元件60中，構(gòu)成為將從發(fā)光層沈的光射出面60a沿A2方向射出的激光，通過反射面60c，使射出方向變化為相對(duì)于光射出面60a 傾斜94(=約沈° )的方向，并射出到外部。
另外，如圖12所示，在半導(dǎo)體激光元件層23的A2方向的端部，通過制造工藝時(shí)的片狀解理，形成有半導(dǎo)體激光元件層23的由(000-1)面構(gòu)成的端面60d。另外，第一實(shí)施方式的變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件60的其他結(jié)構(gòu)和制造工藝與上述第一實(shí)施方式同樣。
在第一實(shí)施方式的變形例中，如上所述，在面方位以a面((11-20)面)為主表面的η型GaN基板61上，經(jīng)由基底層22，利用結(jié)晶生長(zhǎng)，形成包含由(000-1)面構(gòu)成的光射出面60a、和由(11-22)面構(gòu)成的反射面60c的半導(dǎo)體激光元件層23，由此與上述第一實(shí)施方式同樣，與在η型GaN基板上生長(zhǎng)有平整的半導(dǎo)體元件層后、通過離子束蝕刻等分別形成光射出面和光反射面、和反射面而形成半導(dǎo)體激光元件的情況不同，能夠抑制制造工藝復(fù)雜化。另外，第一實(shí)施方式的變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件60的其他效果與上述第一實(shí)施方式同樣。
[實(shí)施例]
參照?qǐng)D8、圖13和圖14對(duì)為確認(rèn)上述第一實(shí)施方式的效果而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行說明。
在該確認(rèn)實(shí)驗(yàn)中，首先，利用與上述第一實(shí)施方式的制造工藝同樣的制造工藝，在具有由m面(1-100)面構(gòu)成的主表面的η型GaN基板上，利用MOCVD法，形成具有3μπι 4 μ m厚度的由AWaN構(gòu)成的基底層。這時(shí)，因η型GaN基板和基底層的晶格常數(shù)差而在基底層上形成圖13和圖14所示的裂紋。此時(shí)，如圖14所示，確認(rèn)裂紋形成有沿相對(duì)于η型 GaN基板的主表面垂直的方向延伸的(000-1)面。另外，如圖8所示，確認(rèn)裂紋在與η型GaN 基板的W001]方向正交的[11-20]方向上形成為條紋狀。
接著，利用MOCVD法，使由GaN構(gòu)成的半導(dǎo)體層在基底層上進(jìn)行外延生長(zhǎng)。該結(jié)果確認(rèn)，如圖14所示，在裂紋的由(000-1)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面?zhèn)?，半?dǎo)體層按照接著該面方位的方式邊形成沿垂直方向(C2方向)延伸的GaN的(000-1)面，邊沿[1-100]方向進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)。另外確認(rèn)，如圖14所示，在裂紋的與(000-1)面相反側(cè)的內(nèi)側(cè)面上形成由GaN的 (1-101)面構(gòu)成的傾斜面(刻面)。另外確認(rèn)，該傾斜面按照相對(duì)于半導(dǎo)體導(dǎo)層的上面(主表面)成鈍角的方式形成。由此確認(rèn)，設(shè)置于基底層的裂紋的兩個(gè)內(nèi)側(cè)面分別成為結(jié)晶生長(zhǎng)的起點(diǎn)，可以在基底層上形成半導(dǎo)體層。即，認(rèn)為在與結(jié)晶生長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)的半導(dǎo)體層的形成同時(shí)，利用設(shè)置于基底層的裂紋的一側(cè)面，不利用解理工序和蝕刻等就可以在半導(dǎo)體層(發(fā)光層)上形成由(000-1)面構(gòu)成的諧振器端面(光射出面或光反射面(半導(dǎo)體層的垂直的側(cè)面))、和由(1-101)面構(gòu)成的端面(半導(dǎo)體層的傾斜面)。
另外確認(rèn)，在半導(dǎo)體層進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)的過程中，根據(jù)形成上述(000-1)面和 (1-101)面的部分的生長(zhǎng)速度、和半導(dǎo)體層的上面(主表面)向箭頭C2方向(參照?qǐng)D14) 生長(zhǎng)的生長(zhǎng)速度之差，不僅能夠提高上述(000-1)面和(1-101)面的平整性，而且能夠提高半導(dǎo)體層的上面的平整性。另外確認(rèn)，在形成時(shí)，到達(dá)η型GaN基板的裂紋隨著半導(dǎo)體層的層疊，其空隙的一部分被填埋。
由上述確認(rèn)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果確認(rèn)，在本發(fā)明的氮化物類半導(dǎo)體激光元件和其制造方法中，在與結(jié)晶生長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)的半導(dǎo)體層的形成同時(shí)，可以在半導(dǎo)體層(發(fā)光層)上同時(shí)形成由 (000-1)面構(gòu)成的諧振器端面的一側(cè)面(光射出面)、和傾斜面(反射面)。
(第二實(shí)施方式)
在該第二實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件70中，與上述第一實(shí)施方式不同，參照?qǐng)D15 圖17對(duì)在η型GaN基板71的由(1-100)面構(gòu)成的主表面上利用蝕刻技術(shù)形成沿[11-20]方向(圖15的垂直于紙面的方向)延伸的槽部80后再形成半導(dǎo)體激光元件層23的情況進(jìn)行說明。另外，η型GaN基板71是本發(fā)明的“基板”的一個(gè)例子，槽部80是本發(fā)明的“凹部”的一個(gè)例子。
在本發(fā)明的第二實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件70中，如圖15所示，在η型 GaN基板71上形成有具有與第一實(shí)施方式同樣的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光元件層23。另外，半導(dǎo)體激光元件層23的諧振器長(zhǎng)具有約1560μπι，并且在W001]方向即諧振器方向上，分別形成有相對(duì)于η型GaN基板71的主表面大致垂直的光射出面70a和光反射面70b。另外，光射出面70a是本發(fā)明的“端面”的一個(gè)例子。
在此，在第二實(shí)施方式中，如圖16所示，與上述第一實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件50的制造工藝不同，在η型GaN基板71的由(1-100)面構(gòu)成的主表面上，利用蝕刻技術(shù)，形成在W001]方向(A方向)上具有約ΙΟμπι的寬度W1、并且具有約2μπι深度、沿 [1120]方向(B方向)延伸的槽部80。另外，槽部80在A方向上以約1600 μ m( = W1+L2) 周期形成為條紋狀。另外，此時(shí)，在槽部80形成相對(duì)于η型GaN基板71的(1-100)面大致垂直的由(000-1)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面80a、和相對(duì)于η型GaN基板71的(1-100)面大致垂直的由(0001)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面80b。另外，內(nèi)側(cè)面80a是本發(fā)明的“凹部的一側(cè)面”的一個(gè)例子。
其后，如圖17所示，在η型GaN基板71上，將緩沖層Μ、η型包覆層25、發(fā)光層沈、 P型包覆層27和ρ型接觸層觀依次層疊，由此形成半導(dǎo)體激光元件層23。
此時(shí)，在第二實(shí)施方式中，如圖17所示，在槽部80的由(000-1)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面 80a上，半導(dǎo)體激光元件層23按照接著槽部80的(000-1)面的方式，邊形成沿[1_100]方向 (C2方向)延伸的(000-1)面，邊進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)。由此，半導(dǎo)體激光元件層23的(000-1)面形成為氮化物類半導(dǎo)體激光元件70的一對(duì)諧振器端面中的光射出面70a。另外，在槽部80 的與(000-1)面相對(duì)的(0001)面(內(nèi)側(cè)面80b)側(cè)，半導(dǎo)體激光元件層23邊形成沿相對(duì)于光射出面70a傾斜角度θ^=約62° )的方向延伸的由(1-101)面構(gòu)成的反射面70c (刻面)，邊進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)。
其后，依次形成電流區(qū)塊層^、p側(cè)電極30和η側(cè)電極31。而且，如圖17所示，在 η側(cè)電極31的下面?zhèn)鹊呐c(000-1)半導(dǎo)體端面對(duì)應(yīng)的位置、和形成有規(guī)定的(0001)面的位置，通過激光劃線或機(jī)械式劃線，形成沿與η型GaN基板71的槽部80平行(圖11的B方向)地延伸的直線狀的線槽41。在該狀態(tài)下，如圖15所示，按照晶片的表面?zhèn)?上側(cè))裂開的方式，以η型GaN基板71的下面?zhèn)葹橹c(diǎn)附加荷重，由此將晶片在線槽41的位置(解理線1000)解理。由此半導(dǎo)體激光元件層23的(0001)面形成為氮化物類半導(dǎo)體激光元件 70的一對(duì)諧振器端面中的光反射面70b。
此后，沿諧振器方向(A方向)將元件分割而芯片化，由此形成圖15所示的第二實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件70。
在第二實(shí)施方式中，如上所述，包括沿相對(duì)于由(000-1)面構(gòu)成的光射出面70a傾斜θ^=約62° )的方向延伸的半導(dǎo)體激光元件層23結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)的生長(zhǎng)面即由(1-101) 面構(gòu)成的反射面70c，由此在η型GaN基板71的主表面上，在形成半導(dǎo)體激光元件層23時(shí)的結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)，能夠同時(shí)形成相對(duì)于光射出面70a傾斜的反射面70c。由此，與第一實(shí)施方式同樣，與在η型GaN基板上生長(zhǎng)有平整的半導(dǎo)體元件層后、通過離子束蝕刻等形成諧振器端面(光射出面)和反射面的情況不同，能夠抑制半導(dǎo)體激光元件的制造工藝復(fù)雜化。
另外，在第二實(shí)施方式中，也將反射面70c按照由半導(dǎo)體激光元件層23的生長(zhǎng)面即(1-101)面構(gòu)成的方式來構(gòu)成，由此在反射面70c上能夠得到良好的平整性。由此與第一實(shí)施方式同樣，從光射出面70a射出的激光不會(huì)在反射面70c上發(fā)生散射，射出方向變化為一致，因此，能夠抑制氮化物類半導(dǎo)體激光元件70的發(fā)光效率降低。另外，第二實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件70的其他效果與上述第一實(shí)施方式同樣。
(第二實(shí)施方式的變形例)
參照?qǐng)D18對(duì)下述情況進(jìn)行說明在該第二實(shí)施方式的變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件90中，與上述第二實(shí)施方式不同，半導(dǎo)體激光元件層23形成于由η型GaN基板91 的非極性面即a面((11-20)面)構(gòu)成的主表面上。另外，η型GaN基板91是本發(fā)明的“基板”的一個(gè)例子。
在此，在第二實(shí)施方式的變形例中，如圖18所示，半導(dǎo)體激光元件層23的光射出面90a由按照接著槽部80的內(nèi)側(cè)面80a的方式進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)的由(000-1)面構(gòu)成的端面構(gòu)成。另外，在半導(dǎo)體激光元件層23上，在W00-1]方向(A2方向)的與光射出面90a相對(duì)的區(qū)域，形成有沿相對(duì)于光射出面90a傾斜θ3(=約58° )的方向延伸的反射面90c。另外，反射面90c由隨著半導(dǎo)體激光元件層23形成時(shí)的結(jié)晶生長(zhǎng)的由(11-22)面構(gòu)成的刻面 (生長(zhǎng)面)形成。由此，在氮化物類半導(dǎo)體激光元件90中，構(gòu)成為將從發(fā)光層沈的光射出面90a射出的激光，通過反射面90c，使射出方向變化為相對(duì)于光射出面90a傾斜θ4(= 約26° )的方向，并射出到外部。
另外，第二實(shí)施方式的變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件90的其他結(jié)構(gòu)和制造工藝與上述第二實(shí)施方式同樣。另外，關(guān)于第二實(shí)施方式的變形例的效果，與上述第二實(shí)施方式同樣。
(第三實(shí)施方式)
參照?qǐng)D19對(duì)將第三實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件100和監(jiān)測(cè)用PD(光電二極管)內(nèi)裝輔助底座110組合的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
在該第三實(shí)施方式中，如圖19所示，具有與上述第一實(shí)施方式所示的氮化物類半導(dǎo)體激光元件50同樣的結(jié)構(gòu)的氮化物類半導(dǎo)體激光元件100固定于由Si構(gòu)成的監(jiān)測(cè)用PD 內(nèi)裝輔助底座110。另外，在監(jiān)測(cè)用PD內(nèi)裝輔助底座110的大致中央部形成有凹部110a， 并且在凹部IlOa的內(nèi)底面部裝有PD(光電二極管)111。另外，PDlll是本發(fā)明的“光傳感器”的一個(gè)例子。
在此，在第三實(shí)施方式中，監(jiān)測(cè)用PD內(nèi)裝輔助底座110的主表面IlOb以相對(duì)于背面IlOc傾斜θ5(=約34° )的狀態(tài)而形成。而且，氮化物類半導(dǎo)體激光元件100按照沿 A方向橫跨向監(jiān)測(cè)用PD內(nèi)裝輔助底座110的主表面IlOb側(cè)開口的凹部IlOa的方式固定于主表面110b。
在此，在第三實(shí)施方式中，氮化物類半導(dǎo)體激光元件100為端面發(fā)光型激光元件， 如圖19所示，從發(fā)光層沈射出的激光構(gòu)成為從由(0001)面構(gòu)成的端面IOOa(光射出面) 射出的激光IOla的射出強(qiáng)度比從由(000-1)面構(gòu)成的端面IOOb(光反射面)射出的激光 IOlb的射出強(qiáng)度大。
因此，在監(jiān)測(cè)用PD內(nèi)裝輔助底座110中，如圖19所示，構(gòu)成為從氮化物類半導(dǎo)體激光元件100的端面IOOb射出到反射面IOOc的激光IOlb通過由(1-101)面構(gòu)成的反射面 IOOc而入射到設(shè)置于監(jiān)測(cè)用PD內(nèi)裝輔助底座110的PD111。此時(shí)，由于監(jiān)測(cè)用PD內(nèi)裝輔助底座Iio的主表面IlOb傾斜角度Θ 5(=約:34° )，因此激光IOlb實(shí)質(zhì)上相對(duì)于PDlll 垂直地入射。
在第三實(shí)施方式中，如上所述，構(gòu)成為將從氮化物類半導(dǎo)體激光元件100的發(fā)光層沈的由(000-1)面構(gòu)成的端面IOOb射出的激光101b，通過半導(dǎo)體激光元件層23的結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)的生長(zhǎng)面即由(1-101)面構(gòu)成的反射面100c，使射出方向變化為與來自發(fā)光層沈的射出方向正交的方向，并且構(gòu)成為通過將氮化物類半導(dǎo)體激光元件100和監(jiān)測(cè)用PD (光電二極管)內(nèi)裝輔助底座110組合，使激光IOlb實(shí)質(zhì)上相對(duì)于監(jiān)測(cè)用PD內(nèi)裝輔助底座110 的PDlll垂直地入射，由此能夠?qū)⒂勺鳛榻Y(jié)晶生長(zhǎng)面具有良好的平整性的反射面IOOc抑制了光的散射的激光IOlb (監(jiān)測(cè)端面射出型激光元件的激光強(qiáng)度的抽樣光)導(dǎo)入PD111，因此能夠更正確地測(cè)定激光強(qiáng)度。
(第四實(shí)施方式)
參照?qǐng)D6、圖15和圖20 圖22對(duì)第四實(shí)施方式的二維面發(fā)光元件120和使用該發(fā)光元件的面發(fā)光型激光裝置150的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
如圖20所示，該第四實(shí)施方式的二維面發(fā)光元件120在形成上述第二實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件70 (參照?qǐng)D1 時(shí)，通過在晶片上沿縱方向和橫方向分別三個(gè)三個(gè)(合計(jì)9個(gè))地排列進(jìn)行二維化來形成。
在此，在第四實(shí)施方式中，如圖20所示，在通過與上述第二實(shí)施方式同樣的制造工藝形成二維面發(fā)光元件120的半導(dǎo)體激光元件層23之后，利用蝕刻技術(shù)，形成有用于將在諧振器方向(A方向)上相鄰的氮化物類半導(dǎo)體激光元件70的半導(dǎo)體激光元件層23彼此沿A方向分離的分離槽部81。通過形成該分離槽部81，各氮化物類半導(dǎo)體激光元件70 的諧振器端面中的端面120b (光反射面)形成于半導(dǎo)體激光元件層23。
另外，在第四實(shí)施方式中，如圖20所示，可構(gòu)成為使從二維面發(fā)光元件120的各氮化物類半導(dǎo)體激光元件70的由(0001)面構(gòu)成的端面120a(光射出面)射出的9條激光，通過由(1-101)面構(gòu)成的反射面120c，使射出方向變化為相對(duì)于光射出面120a傾斜約 ；34° (相當(dāng)于圖6的角度θ2)的方向，而向上方射出。另外，如圖20所示，在半導(dǎo)體激光元件層23的Α2方向的端部通過制造工藝時(shí)的片狀解理而形成有半導(dǎo)體激光元件層23的由(000-1)面構(gòu)成的端面120d。
另外，圖21和圖22表示使用二維面發(fā)光元件120的面發(fā)光型激光裝置150。在該面發(fā)光型激光裝置150中，經(jīng)由AuSn等導(dǎo)電性粘接層(未圖示)固定于形成有角度θ6( = θ2=約34° )的傾斜面151a的由鐵和銅等構(gòu)成的塊部(楔部)151的二維面發(fā)光元件120 固定于鐵和銅等構(gòu)成的基座部152。另外，在基座部152設(shè)置有兩個(gè)引線端子153和154。
由此，在圖22所示的面發(fā)光型激光裝置150中，可使從二維面發(fā)光元件120的端面120a(參照?qǐng)D20)射出的9條激光通過反射面120c(參照?qǐng)D20)反射使射出方向變化為相對(duì)于塊部151的上面151a基本垂直的方向而射出。
另外，如圖21所示，在二維面發(fā)光元件120的各氮化物類半導(dǎo)體激光元件70的上面的P側(cè)電極30上，利用Au導(dǎo)線160，與基座部152的引線端子153進(jìn)行引線接合。另外，在塊部151的傾斜面151a上，利用Au導(dǎo)線161，與基座部152的引線端子巧4進(jìn)行引線接合。即，形成于氮化物類半導(dǎo)體激光元件70的下面上的η側(cè)電極31經(jīng)由導(dǎo)電性粘接層(未圖示)、塊部151和Au導(dǎo)線161而與引線端子154導(dǎo)通。
在第四實(shí)施方式中，如上所述，將二維面發(fā)光元件120固定于塊部151的傾斜面 151a，并且使從各氮化物類半導(dǎo)體激光元件70的由(000-1)面構(gòu)成的端面120a(參照?qǐng)D 20)射出的9條激光在半導(dǎo)體激光元件層23的結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)的生長(zhǎng)面即由(1-101)面構(gòu)成的反射面120c(參照?qǐng)D20)上反射使射出方向變化為相對(duì)于基座部152的傾斜面151a基本垂直的方向而射出，由此該9條激光作為面發(fā)光型激光裝置150的光源來使用。由此，由于通過作為結(jié)晶生長(zhǎng)面具有良好的平整性的多個(gè)反射面120c (9個(gè)部位)而抑制了光的散射的多個(gè)激光(9條)射出，因此能夠形成提高了發(fā)光效率的面發(fā)光型激光裝置150。
(第五實(shí)施方式)
首先，參照?qǐng)D23 圖沈?qū)Φ谖鍖?shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件200的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
在該第五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件200中，如圖23和圖M所示，在具有約3 μ m 約4 μ m厚度的由AWaN構(gòu)成的基底層22上形成有具有約3. 1 μ m厚度的半導(dǎo)體激光元件層223，該基底層22形成于具有約100 μ m厚度的η型GaN基板221上。另外，η 型GaN基板221和半導(dǎo)體激光元件層223分別是本發(fā)明的“基板”和“氮化物類半導(dǎo)體元件層”的一個(gè)例子。另外，如圖M所示，半導(dǎo)體激光元件層223形成為激光元件端部間(箭頭A方向)長(zhǎng)度L3具有約1560 μ m。
在此，在第五實(shí)施方式中，如圖M所示，半導(dǎo)體激光元件層223經(jīng)由基底層22形成于η型GaN基板221的由m面((1-100)面)構(gòu)成的主表面上。另外，在半導(dǎo)體激光元件層223上分別形成有相對(duì)于η型GaN基板221的主表面大致垂直的光射出面200a和光反射面200b。另外，光射出面200a和光反射面200b分別是本發(fā)明的“第一端面”和“第二端面”的一個(gè)例子。
另外，在第五實(shí)施方式中，如圖M所示，在半導(dǎo)體激光元件層223上形成有傾斜面 200c和200d，該傾斜面200c和200d從光射出面200a的下端部起，相對(duì)于與η型GaN基板 221的主表面垂直的方向[1-100]方向(C2方向)傾斜角度0J=約62° )，并且沿后述的發(fā)光層226的附近區(qū)域發(fā)出的激光的射出方向(Al方向(向激光元件的外部遠(yuǎn)離光射出面200a的方向))延伸。另外，形成有傾斜面200e，該傾斜面200e從光射出面200a的上端部起，相對(duì)于與η型GaN基板221的主表面垂直的方向[1_100]方向(C2方向)傾斜角度01(=約62° )，并且沿Α2方向延伸。因此，如圖對(duì)所示，傾斜面200c、200d和200e、 和η型GaN基板221的主表面按照成銳角的方式來形成。另外，傾斜面200c、200d和200e 分別是本發(fā)明的“第一端面”的一個(gè)例子。
另外，在第五實(shí)施方式中，如圖25所示，傾斜面200c從位于射出面200a的下部的后述的η型包覆層225向η型GaN基板221側(cè)傾斜延伸，并且經(jīng)由相對(duì)于η型GaN基板221 的主表面大致垂直地延伸的端面200f連接于傾斜面200d。另外，η型包覆層225是本發(fā)明的“氮化物類半導(dǎo)體元件層”和“第一導(dǎo)電型的第一包覆層”的一個(gè)例子。因此，如圖23所示，形成于激光射出側(cè)的η型包覆層225在激光的射出方向(Al方向)上比光射出面200a 更遠(yuǎn)的位置經(jīng)由緩沖層2M與η型GaN基板221側(cè)的基底層22連接。
另外，在第五實(shí)施方式中，如圖M所示，在基底層22上形成有裂紋42，該裂紋42 在基底層22進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)形成，并且沿η型GaN基板221的[11-20]方向條紋狀延伸。 而且，半導(dǎo)體激光元件層223的傾斜面200d和200e由以基底層22的裂紋42的內(nèi)側(cè)面42c 的上端部為起點(diǎn)進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)的由(1-101)面構(gòu)成的刻面(生長(zhǎng)面)構(gòu)成。另外，裂紋42 和內(nèi)側(cè)面42c分別是本發(fā)明的“凹部”和“凹部的一側(cè)面”的一個(gè)例子。另外，在第五實(shí)施方式中，如圖M所示，半導(dǎo)體激光元件層223的光反射面200b 由沿與η型GaN基板221的主表面垂直的方向[1_100]方向(C2方向)延伸、并且按照接著裂紋42的由(000-1)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面42d的方式進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)的由(000-1)面構(gòu)成的端面構(gòu)成。另外，內(nèi)側(cè)面42d是本發(fā)明的“凹部的另一側(cè)面”的一個(gè)例子。另外，如圖23和圖M所示，半導(dǎo)體激光元件層223包含緩沖層224、η型包覆層 225、發(fā)光層226、ρ型包覆層227和ρ型接觸層228。另外，如圖沈所示，形成于η型包覆層 225上的發(fā)光層2 從距離η型包覆層225近(參照?qǐng)D的一側(cè)起依次由具有約20nm 厚度的由Ala2GEia8N構(gòu)成的η側(cè)載塊層2^a、和具有約20nm厚度的由非摻雜Inatl2GEia98N 構(gòu)成的η側(cè)光導(dǎo)層226b、和多量子阱(MQW)活性層2^e、和具有約0. 08 μ m厚度的由非摻雜InatllGEia99N構(gòu)成的ρ側(cè)光導(dǎo)層2^f、和具有約20nm厚度的由Ala25GEia75N構(gòu)成的載塊層 226g構(gòu)成。另外，MQW活性層226e交替地層疊有具有約2. 5nm厚度的由非摻雜Lai5G^l85N 構(gòu)成的三層量子阱層2^c、和具有約20nm厚度的由非摻雜Matl2Giia98N構(gòu)成的三層量子阻擋層2^d。另外，如圖23和圖M所示，在發(fā)光層2 上形成有ρ型包覆層227，該ρ型包覆層227具有平面部、和按照從平面部的大致中央部向上方(C2方向)突出的方式而形成且具有約1 μ m厚度的凸部。另外，在ρ型包覆層227的凸部上形成有具有約3nm厚度的ρ型接觸層228。另外，由ρ型包覆層227的凸部和ρ型接觸層2 形成用于形成氮化物類半導(dǎo)體激光元件200的光波導(dǎo)的脊(ridge)部201。該脊部201形成為沿諧振器方向(圖23 的A方向)條紋狀(細(xì)長(zhǎng)狀)延伸。另外，緩沖層224、發(fā)光層2 和ρ型接觸層2 分別是本發(fā)明的“氮化物類半導(dǎo)體元件層”的一個(gè)例子。另外，P型包覆層227是本發(fā)明的“氮化物類半導(dǎo)體元件層”和“第二導(dǎo)電型的第二包覆層”的一個(gè)例子。另外，如圖23所示，按照覆蓋半導(dǎo)體激光元件層223的ρ型包覆層227的凸部以外的平面部的上面上和脊部201的兩側(cè)面的方式，形成有具有約200nm厚度的由SiO2構(gòu)成的電流區(qū)塊層229。另外，第五實(shí)施方式的其他結(jié)構(gòu)與上述第一實(shí)施方式同樣。接著，參照?qǐng)D7 圖10、圖23、圖對(duì)、圖沈和圖27 圖31對(duì)第五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件200的制造工藝進(jìn)行說明。首先，與上述第一實(shí)施方式的制造工藝同樣，在η型GaN基板221上使基底層 22 (參照?qǐng)D7)生長(zhǎng)，并且在基底層22上形成裂紋42。接著，如圖9所示，利用MOCVD法，在形成有裂紋42的基底層22上，依次使緩沖層 224、η型包覆層225、發(fā)光層226(詳細(xì)內(nèi)容參照?qǐng)D26)、ρ型包覆層227和ρ型接觸層228 生長(zhǎng)，形成半導(dǎo)體激光元件層223。在此，在第五實(shí)施方式的制造工藝中，如圖10所示，在基底層22上，在使半導(dǎo)體激光元件層223生長(zhǎng)時(shí)，形成有以沿B方向(參照?qǐng)D8)條紋狀延伸的裂紋42的內(nèi)側(cè)面42c 的上端部為起點(diǎn)、沿相對(duì)于η型GaN基板221的主表面傾斜角度θ^=約62° )的方向延伸的由(1-101)面構(gòu)成的刻面。另外，同時(shí)，半導(dǎo)體激光元件層223以裂紋42的內(nèi)側(cè)面 42d的上端部為起點(diǎn)，按照接著裂紋42的(000-1)面的方式，邊形成沿[1-100]方向(C2 方向)延伸的上端面((000-1)面)，邊進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)。由此，在半導(dǎo)體激光元件層223上形成由(000-1)面構(gòu)成的光反射面200b。另外，在半導(dǎo)體層激光元件層223進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)的過程中，根據(jù)形成上述(1-101)面和(000-1)面的部分的生長(zhǎng)速度、和半導(dǎo)體激光元件層 223的表面(上面)向箭頭C2方向(參照?qǐng)D27)生長(zhǎng)的生長(zhǎng)速度之差，不僅能夠提高上述 (1-101)面和(000-1)面的平整性，而且也能夠提高半導(dǎo)體激光元件層223的表面(上面) 的平整性。另外，在第五實(shí)施方式的制造工藝中，如圖27所示，按照覆蓋半導(dǎo)體激光元件層 223的上面上的方式，形成有由SiO2構(gòu)成且具有數(shù)百nm厚度的掩模層202。另外，在掩模層202的上面上通過光刻形成抗蝕層(抗蝕劑圖案)203。而且，如圖觀所示，通過氫氟酸實(shí)現(xiàn)的濕式蝕刻，除去未形成有抗蝕層203的部分的掩模層202。其后，如圖觀所示，在除去掩模層202而露出半導(dǎo)體激光元件層223的由(1-101)面構(gòu)成的刻面的部分，進(jìn)行Cl2等實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)性離子蝕刻等干式蝕刻。由此，如圖四所示，在半導(dǎo)體激光元件層223上形成沿[1-100]方向(C2方向)延伸并且包含η型包覆層225的一部分和發(fā)光層226的光射出面200a。另外，此時(shí)，如圖四所示，形成有從η型包覆層225的上端部附近向η型GaN基板 221側(cè)傾斜延伸的傾斜面200c、和與光射出面200a大致平行的端面200f。其后，如圖30所示，通過氫氟酸實(shí)現(xiàn)的濕式蝕刻，從半導(dǎo)體激光元件層223中除去掩模層202和抗蝕層203。由此，在半導(dǎo)體激光元件層223的激光射出端面上形成由 (1-101)面構(gòu)成的傾斜面200d和200e、和上述蝕刻實(shí)現(xiàn)的光射出面200a和傾斜面200c。接著，如圖23所示，在ρ型接觸層228的上面上，通過光刻形成抗蝕劑圖案后，以其抗蝕劑圖案為掩模進(jìn)行干式蝕刻，由此形成脊部201。按照覆蓋ρ型包覆層227的凸部以外的平面部的上面上和脊部201的兩側(cè)面的方式，形成電流區(qū)塊層229。另外，如圖23和圖31所示，利用真空蒸鍍法，在電流區(qū)塊層2 上和未形成有電流區(qū)塊層229的ρ型接觸層2 上形成ρ側(cè)電極230。另外，圖31表示形成有ρ型接觸層228的位置(脊部201附近)的沿著半導(dǎo)體激光元件的諧振器方向(A方向)的剖面結(jié)構(gòu)。此后，如圖31所示，按照使η型GaN基板221的厚度達(dá)到約100 μ m的方式將η型 GaN基板221的下面研磨后，利用真空蒸鍍法，在η型GaN基板221的下面上形成η側(cè)電極 231。而且，如圖31所示，在η側(cè)電極231的下面?zhèn)鹊囊?guī)定的形成有(0001)面的位置， 通過激光劃線或機(jī)械式劃線，按照沿η型GaN基板221的與W001]方向(A方向)正交的方向(圖23的B方向)延伸的方式，形成直線狀的線槽41。在該狀態(tài)下，如圖31所示，按照晶片的表面?zhèn)?上側(cè))裂開的方式，以η型GaN基板221的下面?zhèn)葹橹c(diǎn)附加荷重，由此將晶片在線槽41的位置(解理線1000)解理。此后，沿諧振器方向(Α方向)將元件分割而芯片化，由此形成圖23和圖M所示的第五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件200。在第五實(shí)施方式中，如上所述，在半導(dǎo)體激光元件層223上，在光射出面200a、和光射出面200a的附近設(shè)置有傾斜面200c和200d，該傾斜面200c和200d與η型GaN基板 221的主表面(m面(1-100)面)成銳角，同時(shí)相對(duì)于與η型GaN基板221的主表面垂直的[1-100]方向傾斜角度ΘΑ=約62° )地延伸，由此半導(dǎo)體激光元件層223經(jīng)由比發(fā)光層226附近的平面積大的平面積與η型GaN基板221側(cè)連接，因此能夠使向η型GaN基板 221側(cè)散熱的路徑的截面積(由傾斜面200c和200d、端面200f、η型包覆層225的主表面 ((1-100)面)和將光射出面200a沿Cl方向延長(zhǎng)到η型包覆層225的主表面的假想面(虛線)包圍的區(qū)域S(參照?qǐng)D23))增加其平面積增加量。由此，即使是使氮化物類半導(dǎo)體激光元件200的輸出增加的情況下，光射出面200a附近的激光器射出光的發(fā)熱也比經(jīng)由光射出面200a更適當(dāng)?shù)亟?jīng)由形成有沿激光的射出方向延伸的傾斜面200c和200d的半導(dǎo)體激光元件層223的內(nèi)部，向η型GaN基板221側(cè)散發(fā)。因此，激光器射出光造成的諧振器端面 (光射出面200a)的過度發(fā)熱得以抑制。由此，能夠抑制諧振器端面(光射出面200a)隨著半導(dǎo)體激光的高輸出化而劣化。另外，通過抑制諧振器端面(光射出面200a)的劣化，能夠?qū)崿F(xiàn)氮化物類半導(dǎo)體激光元件200的長(zhǎng)壽命化。另外，在第五實(shí)施方式中，將傾斜面200c和200d按照從位于光射出面200a的下部的η型包覆層225向發(fā)光層2 發(fā)出的激光的射出方向(Al方向)側(cè)和η型GaN基板 221側(cè)傾斜延伸的方式來構(gòu)成，由此以位于光射出面200a的發(fā)光層226的下部附近的η型包覆層225為起點(diǎn)，在激光的射出方向(Al方向)側(cè)，且朝向η型GaN基板221側(cè)，形成傾斜面200c和200d，因此能夠更高效地使在發(fā)光層2 附近發(fā)生的激光(射出光)的發(fā)熱擴(kuò)散到η型GaN基板221側(cè)。另外，在第五實(shí)施方式中，通過將光射出面200a、傾斜面200c、200d和200e形成于從發(fā)光層2 發(fā)出的激光的射出側(cè)，在激光器工作時(shí)，能夠容易地抑制光射出側(cè)的光射出面200a隨著更大的發(fā)熱而劣化。另外，在第五實(shí)施方式中，將傾斜面200c和200e按照由以裂紋42的內(nèi)側(cè)面42c為起點(diǎn)的由(1-101)面構(gòu)成的半導(dǎo)體激光元件層223的生長(zhǎng)面(刻面)構(gòu)成的方式來構(gòu)成， 該裂紋42按照沿η型GaN基板221的主表面(m面(1-100)面)內(nèi)的[11-20]方向條紋狀延伸的方式，形成于η型GaN基板221，由此能夠與半導(dǎo)體激光元件層223的結(jié)晶生長(zhǎng)同時(shí)形成由具有(1-101)面的生長(zhǎng)面構(gòu)成的傾斜面200c和200e。另外，在第五實(shí)施方式中，包括光反射面200b，該反射面200b形成于半導(dǎo)體激光元件層223的與形成有光射出面200a、傾斜面200c和200e的一側(cè)相反側(cè)，并且沿相對(duì)于η 型GaN基板221的主表面(m面(1-100)面)大致垂直的方向即[1_100]方向延伸，由此能夠形成以光射出面200a、和與光射出面200a相反側(cè)的光反射面200b為一對(duì)諧振器面的半導(dǎo)體激光元件層223。另外，在第五實(shí)施方式中，將半導(dǎo)體激光元件層223的光反射面200b以裂紋42的內(nèi)側(cè)面42d為起點(diǎn)、相對(duì)于η型GaN基板221的主表面大致垂直地形成，該裂紋42按照沿η 型GaN基板221的主表面(m面(1-100)面)內(nèi)的[11-20]方向(圖沈的8方向)條紋狀延伸的方式，形成于η型GaN基板221，由此在η型GaN基板221的主表面上形成半導(dǎo)體激光元件層223時(shí)，利用在與η型GaN基板221的m面((1-100)面)內(nèi)的c軸方向(WOOl] 方向)實(shí)質(zhì)上正交的[11-20]方向上形成的裂紋42的內(nèi)側(cè)面42d，不利用解理工序就能夠容易地形成具有與η型GaN基板221的主表面大致垂直的由(000-1)面構(gòu)成的諧振器端面 (光反射面200b)的半導(dǎo)體激光元件層223。另外，在第五實(shí)施方式中，通過在具有由非極性面(m面(1-100)面)構(gòu)成的主表面的η型GaN基板221上形成半導(dǎo)體激光元件層223，能夠降低在半導(dǎo)體元件層(發(fā)光層 226)上發(fā)生的壓電場(chǎng)和自發(fā)極化等內(nèi)部電場(chǎng)。由此進(jìn)一步抑制包含諧振器端面(光射出面200a)附近的半導(dǎo)體激光元件層223(發(fā)光層226)的發(fā)熱，因此能夠?qū)崿F(xiàn)氮化物類半導(dǎo)體激光元件200的長(zhǎng)壽命化。(第五實(shí)施方式的第一變形例)參照?qǐng)D32 圖34對(duì)下述情況進(jìn)行說明在該第五實(shí)施方式的第一變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件210中，與上述第五實(shí)施方式不同，在半導(dǎo)體激光元件層223的光射出面210a和傾斜面210c之間具有平臺(tái)部210e。在第五實(shí)施方式的第一變形例中，在氮化物類半導(dǎo)體激光元件210的制造工藝中，如圖33所示，按照覆蓋通過結(jié)晶生長(zhǎng)而形成的半導(dǎo)體激光元件層223的上面上的方式， 形成與上述第五實(shí)施方式同樣的掩模層202和光刻實(shí)現(xiàn)的抗蝕層203。而且，如圖34所示， 通過與上述第五實(shí)施方式同樣的蝕刻加工，在半導(dǎo)體激光元件層223上形成沿[1-100]方向(C2方向)延伸并且包含η型包覆層225的一部分和發(fā)光層226的光射出面210a。另夕卜，光射出面210a是本發(fā)明的“第一端面”的一個(gè)例子。在此，在第五實(shí)施方式的第一變形例中，如圖34所示，通過對(duì)形成光射出面210a 時(shí)的蝕刻條件進(jìn)行控制，在光射出面210a下部的η型包覆層225上形成向η型GaN基板 221側(cè)傾斜延伸的傾斜面210c、和將傾斜面210c與光射出面210a連接的平臺(tái)部210e。由此，如圖32所示，在半導(dǎo)體激光元件層223的激光射出側(cè)端面上分別形成有由(1-101)面構(gòu)成的傾斜面210d、蝕刻加工形成的光射出面210a、傾斜面210c和平臺(tái)部210e。另外，傾斜面210c、210d和平臺(tái)部210e分別是本發(fā)明的“第一端面”的一個(gè)例子。另外，如圖32所示，在半導(dǎo)體激光元件層223形成時(shí)，按照以裂紋42的內(nèi)側(cè)面42d 的上端部為起點(diǎn)接著裂紋42的(000-1)面的方式，邊形成沿[1-100]方向(C2方向)延伸的端面((000-1)面)，邊形成光反射面210b。另外，光反射面210b本發(fā)明的“第二端面”的一個(gè)例子。另外，第五實(shí)施方式的第一變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件210的其他結(jié)構(gòu)和制造工藝與上述第五實(shí)施方式同樣。另外，第五實(shí)施方式的第一變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件210的效果與上述第五實(shí)施方式同樣。(第五實(shí)施方式的第二變形例)參照?qǐng)D35對(duì)下述情況進(jìn)行說明在該第五實(shí)施方式的第二變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件215中，與上述第五實(shí)施方式不同，半導(dǎo)體激光元件層223經(jīng)由基底層22形成于由η型GaN基板251的非極性面即a面((11-20)面)構(gòu)成的主表面上。另外，η型GaN 基板251是本發(fā)明的“基板”的一個(gè)例子。在此，在第五實(shí)施方式的第二變形例中，如圖35所示，在半導(dǎo)體激光元件層223上形成有傾斜面215c和215d，該傾斜面215c和215d從光射出面21 的下端部起，相對(duì)于與η型GaN基板251的主表面垂直的方向([11-20]方向(C2方向))傾斜角度θ3(=約 58° )，并且沿發(fā)光層2 的附近區(qū)域發(fā)出的激光的射出方向(Al方向(向激光元件的外部遠(yuǎn)離光射出面21 的方向))延伸。另外，形成有傾斜面215e，該傾斜面21 從光射出面 21 的上端部起，相對(duì)于與η型GaN基板251的主表面垂直的方向([11_20]方向(C2方向))傾斜角度θ3(=約58° )，并且沿Α2方向延伸。因此，如圖35所示，傾斜面215c、215d和215e、和η型GaN基板251的主表面按照成銳角的方式來形成。另外，光射出面215a、傾斜面215c、215d和21 分別是本發(fā)明的“第一端面”的一個(gè)例子。另外，在第五實(shí)施方式的第二變形例中，半導(dǎo)體激光元件層223的傾斜面215c形成為從位于光射出面21 的下部的η型包覆層225向η型GaN基板251側(cè)傾斜延伸，并且經(jīng)由相對(duì)于η型GaN基板251的主表面大致垂直地延伸的端面215f與傾斜面215d連接。 另外，半導(dǎo)體激光元件層223的傾斜面215d和21 由以基底層22的裂紋42的內(nèi)側(cè)面42c 的上端部為起點(diǎn)進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)的由(11-22)面構(gòu)成的刻面(生長(zhǎng)面)構(gòu)成。另外，在第五實(shí)施方式的第二變形例中，半導(dǎo)體激光元件層223的光反射面21 由向與η型GaN基板251的主表面垂直的方向([11_20]方向(C2方向))延伸、并且按照接著裂紋42的由(000-1)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面42d的方式進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)的由(000-1)面構(gòu)成的端面構(gòu)成。另外，光反射面21 是本發(fā)明的“第二端面”的一個(gè)例子。另外，第五實(shí)施方式的第二變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件215的其他結(jié)構(gòu)和制造工藝與上述第五實(shí)施方式同樣。另外，第五實(shí)施方式的第二變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件215的效果與上述第五實(shí)施方式同樣。(第六實(shí)施方式)參照?qǐng)D36對(duì)下述情況進(jìn)行說明在該第六實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件 220中，與上述第五實(shí)施方式不同，利用具有由(11-2-5)面構(gòu)成的主表面的η型GaN基板沈1，在主表面上的基底層22上形成沿η型GaN基板的[1-100]方向(圖36的垂直于紙面的方向)延伸的裂紋42之后，再形成半導(dǎo)體激光元件層223。另外，η型GaN基板沈1 是本發(fā)明的“基板”的一個(gè)例子。在此，在第六實(shí)施方式中，如圖36所示，半導(dǎo)體激光元件層223經(jīng)由基底層22形成于η型GaN基板的由(11_2_5)面構(gòu)成的主表面上。此時(shí)，在半導(dǎo)體激光元件層223 上形成有光射出面220a，其沿與垂直于η型GaN基板的主表面的方向[11_2_5]方向 (C2方向)大致等同的方向延伸；傾斜面220c，其從光射出面220a的下部附近起，相對(duì)于 [11-2-5]方向傾斜角度θ7(=約57° )，并且沿發(fā)光層226的附近區(qū)域發(fā)出的激光的射出方向(Al方向)延伸；傾斜面220d，其經(jīng)由端面220f而傾斜。另外，形成有傾斜面220e，該傾斜面220e從光射出面220a的上端部起，相對(duì)于η型GaN基板的[1125]方向傾斜角度θ7(=約57° )，并且沿Α2方向延伸。因此，如圖36所示，傾斜面220c、220d和220e、和 η型GaN基板的主表面按照成銳角的方式來形成。另外，光射出面220a、傾斜面220c、 220d和220e分別是本發(fā)明的“第一端面”的一個(gè)例子。另外，在半導(dǎo)體激光元件層223上形成有垂直于η型GaN基板261的主表面的光反射面220b。光反射面220b是本發(fā)明的“第二端面”的一個(gè)例子。另外，第六實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件220的其他結(jié)構(gòu)和制造工藝與上述第五實(shí)施方式同樣。另外，第六實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件220的效果與上述第五實(shí)施方式同樣。(第七實(shí)施方式)首先，參照?qǐng)D37對(duì)下述情況進(jìn)行說明在該第七實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件235中，與上述第五實(shí)施方式不同，利用具有由(11-2-2)面構(gòu)成半極性面的主表面的η 型GaN基板271，在主表面上的基底層22上形成沿η型GaN基板271的[1-100]方向(圖37的垂直于紙面的方向)延伸的裂紋42之后，再形成半導(dǎo)體激光元件層223。另外，η型 GaN基板271是本發(fā)明的“基板”的一個(gè)例子。在此，在第七實(shí)施方式中，如圖37所示，在η型GaN基板271的由(11_2_2)面構(gòu)成的主表面上經(jīng)由基底層22形成有與上述第五實(shí)施方式具有同樣的層疊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光元件層223。此時(shí)，在半導(dǎo)體激光元件層223上形成有光射出面23 ，其沿與垂直于η 型GaN基板271的主表面的方向([11_2_2]方向(C2方向))大致等同的方向延伸；傾斜面 235c，其從光射出面23 的下部附近起，相對(duì)于[11-2-2]方向傾斜角度θ8(=約27° )， 并且沿發(fā)光層226的附近區(qū)域發(fā)出的激光的射出方向(Al方向)延伸；傾斜面235d，其經(jīng)由端面235f而傾斜。另外，形成有傾斜面23 ，該傾斜面23 從光射出面23 的上端部起，相對(duì)于η型GaN基板271的[11-2-2]方向傾斜角度θ8(=約27° )，并且沿Α2方向延伸。因此，如圖37所示，傾斜面235c、235d和23 、和η型GaN基板271的主表面按照成銳角的方式來形成。另外，光射出面23 、傾斜面235c、235d和23 分別是本發(fā)明的“第一端面”的一個(gè)例子。另外，在第七實(shí)施方式中，如圖37所示，形成有光反射面23 ，其沿與垂直于η型 GaN基板271的主表面的方向([11_2_2]方向(C2方向))大致等同的方向延伸；傾斜面 235g，其從光射出面23 的下部附近起，相對(duì)于[11-2-2]方向傾斜角度θ9(=約32° )， 并且沿Α2方向延伸；傾斜面235i，其經(jīng)由端面23 而傾斜。另外，形成有傾斜面235j，該傾斜面235j從光射出面23 的上端部起，相對(duì)于η型GaN基板271的[11_2_2]方向傾斜角度θ9(=約32° )，并且沿Al方向延伸。另外，光反射面23 是本發(fā)明的“第二端面” 的一個(gè)例子。另外，第七實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件235的其他結(jié)構(gòu)與上述第一實(shí)施方式同樣。接著，參照?qǐng)D23和圖37 圖40對(duì)第七實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件235 的制造工藝進(jìn)行說明。在第七實(shí)施方式中，通過與上述第五實(shí)施方式同樣的制造工藝，在η型GaN基板 271的由(11-2- 面構(gòu)成的主表面上依次形成基底層22和半導(dǎo)體激光元件層223。此時(shí)， 如圖38所示，形成由(11-22)面構(gòu)成的刻面，該由(11-22)面構(gòu)成的刻面以事先形成于基底層22的裂紋42的內(nèi)側(cè)面42c的上端部為起點(diǎn)，沿相對(duì)于η型GaN基板271的主表面傾斜角度θ8(=約27° )的方式延伸。另外，同時(shí)，半導(dǎo)體激光元件層223邊形成以裂紋42 的內(nèi)側(cè)面42d的上端部為起點(diǎn)、沿相對(duì)于η型GaN基板271的主表面傾斜角度θ 9(=約 32° )的方式延伸的由(000-1)面構(gòu)成的刻面，邊進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)。接著，如圖39所示，在半導(dǎo)體激光元件層223上形成有掩模層202和抗蝕層203 之后，通過氫氟酸實(shí)現(xiàn)的濕式蝕刻，部分地除去掩模層202。另外，在露出刻面((11-22)面和(000-1)面)的部分，進(jìn)行Cl2等實(shí)現(xiàn)的干式蝕刻。由此，如圖39所示，在半導(dǎo)體激光元件層223上分別形成包含η型包覆層225的一部分和發(fā)光層226的光射出面23 和光反射面23恥。另外，如圖39所示，通過干式蝕刻，光射出面23 形成為大體上具有(11-25) 面，并且光反射面23 形成為大體上具有(-1-12-5)面。其后，通過氫氟酸實(shí)現(xiàn)的濕式蝕刻，從半導(dǎo)體激光元件層223上完全除去掩模層 202和抗蝕層203。由此，在半導(dǎo)體激光元件層223的激光射出側(cè)端面上形成有由(11-22) 面構(gòu)成的傾斜面235d和23 、和上述蝕刻形成的光射出面23 、傾斜面235c和端面235f。另外，在半導(dǎo)體激光元件層223的激光反射側(cè)端面上形成有由(000-1)面構(gòu)成的傾斜面 235 和235j、和上述蝕刻形成的光反射面23 、傾斜面235g和端面23證。接著，通過與上述第五實(shí)施方式同樣的制造工藝，分別形成脊部201 (參照?qǐng)D23)、 電流區(qū)塊層229(參照?qǐng)D23)、和ρ側(cè)電極230。另外，在第七實(shí)施方式中，脊部201按照沿大致[11-25]方向(Al方向)延伸的方式形成。此后，如圖40所示，按照η型GaN基板271的厚度達(dá)到約100 μ m的方式，將η型 GaN基板271的背面研磨后，利用真空蒸鍍法，在η型GaN基板271的背面上按照與η型GaN 基板271接觸的方式形成η側(cè)電極231。而且，如圖40所示，在位于裂紋42的大致正下方的η側(cè)電極231的背面?zhèn)龋ㄟ^激光劃線或機(jī)械式劃線，按照沿與η型GaN基板271的A方向正交的方向(圖23的B方向) 延伸的方式，形成直線狀的線槽41。在該狀態(tài)下，如圖40所示，按照晶片的表面?zhèn)?上側(cè)) 裂開的方式，以η型GaN基板271的背面?zhèn)葹橹c(diǎn)附加荷重，由此將晶片在線槽41的位置 (解理線1000)解理。此后，沿諧振器方向(Α方向)將元件分割而芯片化，由此形成圖37所示的第七實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件235。另外，第七實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件 235的效果與上述第五實(shí)施方式同樣。(第八實(shí)施方式)參照?qǐng)D16、圖23和圖41 圖44對(duì)下述情況進(jìn)行說明在該第八實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件MO中，與上述第五實(shí)施方式不同，在η型GaN基板的由m面 ((1-100)面)構(gòu)成的主表面上，利用蝕刻技術(shù)，形成沿[11-20]方向(圖41的垂直于紙面的方向)延伸的槽部82之后，再形成半導(dǎo)體激光元件層223。另外，η型GaN基板281和槽部82分別是本發(fā)明的“基板”和“凹部”的一個(gè)例子。在本發(fā)明的第八實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件240中，如圖41所示，在η 型GaN基板281上形成有與上述第五實(shí)施方式具有同樣的層疊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光元件層 223。另外，半導(dǎo)體激光元件層223的激光元件端部間(Α方向)長(zhǎng)度L3具有約1660 μ m，并且在W001]方向即諧振器方向(A方向)上分別形成有相對(duì)于η型GaN基板的主表面大致垂直的光射出面MOa和光反射面MOb。光射出面MOa和光反射面MOb分別是本發(fā)明的“第一端面”和“第二端面”的一個(gè)例子。在此，在第八實(shí)施方式中，如圖16所示，與上述第五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件200的制造工藝不同，在η型GaN基板的由m面(1-100)面構(gòu)成的主表面上， 利用蝕刻技術(shù)，形成在W001]方向(A方向)上具有約ΙΟμπι的寬度W1、并且具有約2μπι 深度、沿[11-20]方向(垂直于紙面的方向)延伸的槽部82。另外，槽部82在A方向上以約1570μπι( = W1+L2)周期形成為條紋狀。另外，此時(shí)，在槽部82形成相對(duì)于η型GaN基板281的(1-100)面大致垂直的由(0001)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面82c、和相對(duì)于η型GaN基板
的(1-100)面大致垂直的由(000-1)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面82d。另外，槽部82是本發(fā)明的“凹部”的一個(gè)例子。內(nèi)側(cè)面82c和內(nèi)側(cè)面82d分別是本發(fā)明的“凹部的一側(cè)面”和“凹部的另一側(cè)面”的一個(gè)例子。其后，如圖43所示，通過與第五實(shí)施方式同樣的制造工藝，在η型GaN基板上， 將緩沖層224、η型包覆層225、發(fā)光層226、ρ型包覆層227和ρ型接觸層2 依次層疊，由此形成半導(dǎo)體激光元件層223。此時(shí)，在第八實(shí)施方式中，如圖42所示，形成以槽部82的由(0001)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面82c的上端部為起點(diǎn)、沿相對(duì)于η型GaN基板的主表面傾斜角度9J=約62° )的方向延伸的由(1-101)面構(gòu)成的刻面。另外，同時(shí)，半導(dǎo)體激光元件層223以槽部82的內(nèi)側(cè)面82d的上端部為起點(diǎn)，按照接著槽部82的(000-1)面的方式，邊形成沿[1-100]方向 (C2方向)延伸的端面((000-1)面)，邊進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)。由此，在半導(dǎo)體激光元件層223上形成由(000-1)面構(gòu)成的光反射面MOb。另外，在第八實(shí)施方式中，通過與上述第五實(shí)施方式同樣的蝕刻，如圖43所示，半導(dǎo)體激光元件層223上形成沿[1-100]方向(C2方向)延伸并且包含η型包覆層225的一部分和發(fā)光層226的光射出面MOa。另外，此時(shí)，如圖43所示，形成有從η型包覆層225的上端部附近向η型GaN基板281側(cè)傾斜延伸的傾斜面MOc、和與光射出面MOa大致平行的端面MOf。由此，如圖43所示，與上述第五實(shí)施方式同樣，在半導(dǎo)體激光元件層223的激光射出側(cè)端面上形成有由(1-101)面構(gòu)成的傾斜面MOd和MOe、蝕刻加工形成的光射出面 240a和傾斜面MOc。另外，傾斜面M0c、240d和MOe分別是本發(fā)明的“第一端面”的一個(gè)例子。而且，通過與上述第五實(shí)施方式同樣的制造工藝，依次形成電流區(qū)塊層2 (參照?qǐng)D23)、ρ側(cè)電極230和η側(cè)電極231。而且，如圖44所示，在η側(cè)電極231的下面?zhèn)鹊呐c (000-1)半導(dǎo)體端面對(duì)應(yīng)的位置、和希望形成規(guī)定的(0001)面的位置，通過激光劃線或機(jī)械式劃線，按照與η型GaN基板的槽部82平行(圖42的垂直于紙面的方向)地延伸的方式，形成直線狀的線槽41。在該狀態(tài)下，如圖44所示，按照晶片的表面?zhèn)?上側(cè))裂開的方式，以η型GaN基板的下面?zhèn)葹橹c(diǎn)附加荷重，由此將晶片在線槽41的位置(解理線1000)解理。此后，沿諧振器方向(Α方向)將元件分割而芯片化，由此形成圖41所示的第八實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件Μ0。在第八實(shí)施方式中，如上所述，在半導(dǎo)體激光元件層223上，在光射出面240a、和光射出面MOa的附近設(shè)置有傾斜面MOc和240d，該傾斜面MOc和MOd與η型GaN基板 281的主表面(m面(1-100)面)成銳角，同時(shí)相對(duì)于與η型GaN基板的主表面垂直的 [1-100]方向傾斜角度θ J =約62° )地延伸，由此半導(dǎo)體激光元件層223經(jīng)由比發(fā)光層 226附近的平面積大的平面積與η型GaN基板281側(cè)連接，因此能夠使向η型GaN基板281側(cè)散熱的路徑的截面積(由傾斜面MOc和240d、端面MOf、n型包覆層225的主面((1-100) 面)和將光射出面240a沿Cl方向延長(zhǎng)到η型包覆層225的主表面的假想面(虛線)包圍的區(qū)域S(參照?qǐng)D41))增加其平面積增加的部分那么多。由此，即使是使氮化物類半導(dǎo)體激光元件240的輸出增加的情況，光射出面MOa附近的激光器射出光的發(fā)熱也比經(jīng)由光射出面MOa更適當(dāng)?shù)亟?jīng)由形成有沿激光的射出方向延伸的傾斜面MOc和MOd的半導(dǎo)體激光元件層223內(nèi)部，向η型GaN基板281側(cè)散發(fā)。因此，激光器射出光造成的諧振器端面(光射出面MOa)的過度發(fā)熱得以抑制。由此，能夠抑制諧振器端面(光射出面MOa)隨著半導(dǎo)體激光的高輸出化而劣化。另外，通過抑制諧振器端面(光射出面MOa)的劣化，能夠?qū)崿F(xiàn)氮化物類半導(dǎo)體激光元件240的長(zhǎng)壽命化。另外，第八實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件MO的其他效果與上述第五實(shí)施方式同樣。(第八實(shí)施方式的變形例)參照?qǐng)D45對(duì)下述情況進(jìn)行說明在該第八實(shí)施方式的變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件245中，與上述第八實(shí)施方式不同，半導(dǎo)體激光元件層223形成于由η型GaN基板 291的非極性面即a面((11-20)面)構(gòu)成的主表面上。另外，η型GaN基板291是本發(fā)明的“基板”的一個(gè)例子。在此，在第八實(shí)施方式的變形例中，如圖45所示，在半導(dǎo)體激光元件層223上形成有傾斜面M5c和M5d，該傾斜面M5c和M5d從光射出面Mfe的下端部起，相對(duì)于與η型 GaN基板的主表面垂直的方向([11-20]方向(C2方向))傾斜角度θ3(=約58° )， 并且沿發(fā)光層226的附近區(qū)域發(fā)出的激光的射出方向(Al方向(向激光元件的外部遠(yuǎn)離光射出面Mfe的方向))延伸。另外，形成有傾斜面Mk，該傾斜面Mk從光射出面Mfe 的上端部起，相對(duì)于與η型GaN基板的主表面垂直的方向([11_20]方向(C2方向)) 傾斜角度93(=約58° )，并且沿Α2方向延伸。因此，如圖45所示，傾斜面M5c、245d和 245e、和η型GaN基板的主表面按照成銳角的方式來形成。另外，光射出面245a、傾斜面M5c、245d和Mk分別是本發(fā)明的“第一端面”的一個(gè)例子。另外，在第八實(shí)施方式的變形例中，半導(dǎo)體激光元件層223的傾斜面M5c從位于射出面Mfe的下部的后述的η型包覆層225向η型GaN基板291側(cè)傾斜延伸，并且經(jīng)由相對(duì)于η型GaN基板的主表面大致垂直地延伸的端面連接于傾斜面M5d。另外，半導(dǎo)體激光元件層223的傾斜面M5d和Mk由以槽部82的由(0001)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面82c 的上端部為起點(diǎn)進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)的由(11-22)面構(gòu)成的刻面構(gòu)成。另外，在第八實(shí)施方式的變形例中，半導(dǎo)體激光元件層223的光反射面對(duì)恥由沿與η型GaN基板的主表面垂直的方向[11_20]方向(C2方向)延伸、并且按照接著槽部82的由(000-1)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面82d的方式進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)的由(000-1)面構(gòu)成的端面構(gòu)成。另外，光反射面對(duì)恥是本發(fā)明的“第二端面”的一個(gè)例子。另外，在第八實(shí)施方式的變形例中，通過在η型GaN基板291的非極性面((11_20) 面)上形成半導(dǎo)體激光元件層223，能夠降低在半導(dǎo)體元件層(發(fā)光層226)上發(fā)生的壓電場(chǎng)和自發(fā)極化等內(nèi)部電場(chǎng)。由此進(jìn)一步抑制包含諧振器端面(光射出面M5a)附近的半導(dǎo)體激光元件層223(發(fā)光層226)的發(fā)熱，因此能夠?qū)崿F(xiàn)氮化物類半導(dǎo)體激光元件245的長(zhǎng)壽命化。另外，第八實(shí)施方式的變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件M5的其他結(jié)構(gòu)和制造工藝與上述第八實(shí)施方式同樣。另外，第八實(shí)施方式的變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件 245的效果與上述第八實(shí)施方式同樣。(第九實(shí)施方式)首先，參照?qǐng)D46對(duì)第九實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片300的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。該第九實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片300由以a面((11_20)面)為主表面的纖鋅礦(mirtzite)結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成。另外，發(fā)光二極管芯片300的形狀俯視時(shí)(從發(fā)光二極管芯片300的上面?zhèn)瓤?具有正方形狀、長(zhǎng)方形狀、菱形或平行四邊形等形狀。另外，如圖46所示，發(fā)光二極管芯片300在具有約100 μ m厚度的η型GaN基板 311上形成有發(fā)光元件層312。另外，在發(fā)光元件層312上形成有η型包覆層313，其具有約0. 5 μ m厚度且由η型Alatl3Giia97N構(gòu)成；發(fā)光層314，其具有約2nm厚度，且由層疊有由 Giia7Ina3N構(gòu)成的阱層(未圖示)和由G^l9Intl.^構(gòu)成的阻擋層(未圖示)的MQW結(jié)構(gòu)構(gòu)成。另外，在發(fā)光層314上形成有ρ型包覆層315，該ρ型包覆層315具有約0. 2 μ m厚度且由ρ型GaN構(gòu)成且兼作ρ型接觸層。另外，η型GaN基板311是本發(fā)明的“基板”的一個(gè)例子，發(fā)光元件層312、η型包覆層313、發(fā)光層314和ρ型包覆層315分別是本發(fā)明的“氮化物類半導(dǎo)體層”的一個(gè)例子。在此，在第九實(shí)施方式中，從η型包覆層313到ρ型包覆層315，由發(fā)光元件層312 的由(000-1)面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面312a、和由(11-22)面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面312b形成凹部320。另外，結(jié)晶生長(zhǎng)面31 和結(jié)晶生長(zhǎng)面312b分別是本發(fā)明的“第一側(cè)面”和“第二側(cè)面”的一個(gè)例子。另外，結(jié)晶生長(zhǎng)面31 按照在后述的制造工藝中以接著事先形成于η型 GaN基板311的主表面的槽部83的由(000-1)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面83a的方式、沿相對(duì)于η型 GaN基板311的主表面大致垂直的方向([11-20]方向)延伸的方式而形成。另外，結(jié)晶生長(zhǎng)面312b由以槽部83的內(nèi)側(cè)面83b為起點(diǎn)的傾斜面構(gòu)成，按照相對(duì)于發(fā)光元件層312的上面(主表面)成鈍角的方式來形成。另外，槽部83和內(nèi)側(cè)面83a分別是本發(fā)明的“凹部” 和“凹部的一內(nèi)側(cè)面”的一個(gè)例子。另外，在圖46中，在圖示的關(guān)系上，只在圖中的一部分槽部83記述有內(nèi)側(cè)面83a和內(nèi)側(cè)面83b的符號(hào)。另外，在η型GaN基板311的下面上形成有η側(cè)電極316。另外，在凹部320形成有相對(duì)于發(fā)光波長(zhǎng)透明的SW2等絕緣膜322，按照覆蓋絕緣膜322和ρ型包覆層315的方式，形成有具有透光性的P側(cè)電極317。接著，參照?qǐng)D46和圖47對(duì)第九實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片300的制造工藝進(jìn)行說明。首先，通過與上述第二實(shí)施方式同樣的制造工藝，在η型GaN基板311的由a面 ((11-20)面)構(gòu)成的主表面上形成在W001]方向(A方向)上具有約5μπι的寬度W1、并且具有約2 μ m深度且沿[1-100]方向(B方向)延伸的槽部83 (參照?qǐng)D47)。另外，如圖 47所示，槽部83在A方向上以約50μπι( = W2+L4(L4 =約45μπι))的周期形成為條紋狀。此時(shí)，在第九實(shí)施方式的制造工藝中，在槽部83形成相對(duì)于η型GaN基板311 的(11-20)面大致垂直的由(000-1)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面83a、和相對(duì)于η型GaN基板311的 (11-20)面大致垂直的由(0001)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面83b。另外，內(nèi)側(cè)面8 是本發(fā)明的“凹部的另一內(nèi)側(cè)面”的一個(gè)例子。接著，利用MOCVD法，在具有槽部83的η型GaN基板311上，將η型包覆層313、發(fā)光層314和ρ型包覆層315等依次層疊，由此形成發(fā)光元件層312。此時(shí)，在第九實(shí)施方式中，如圖47所示，在η型GaN基板311上使發(fā)光元件層312 生長(zhǎng)的情況下，在沿[1-100]方向延伸的槽部83的由(000-1)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面83a上，發(fā)光元件層312按照接著槽部83的(000-1)面的方式，邊形成沿[11-20]方向(C2方向)延伸的由(000-1)面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面312a，邊進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)。另外，在槽部83的與(000-1) 面相對(duì)的(0001)面(內(nèi)側(cè)面83b)側(cè)，發(fā)光元件層312邊形成沿相對(duì)于[11-20]方向(C2 方向)傾斜規(guī)定角度的方向延伸的由(11-22)面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面(刻面)312b，邊進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)。由此，結(jié)晶生長(zhǎng)面312b按照相對(duì)于發(fā)光元件層312的上面(主表面)成鈍角的方式而形成。
其后，如圖46所示，按照將夾在發(fā)光元件層312的結(jié)晶生長(zhǎng)面31加((000_1)面) 和結(jié)晶生長(zhǎng)面312b ((11-2 面)中間的凹部320(包含槽部83的槽部83的上部區(qū)域)填埋的方式形成絕緣膜322。而且，在絕緣膜322和發(fā)光元件層312的上面上形成ρ側(cè)電極 317，并且在η型GaN基板311的下面上形成η側(cè)電極316。這樣就形成圖46所示的第九實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片300。在第九實(shí)施方式中，如上所述，包括在主表面上形成有槽部83的η型GaN基板 311、和發(fā)光元件層312，該發(fā)光元件層312包含在η型GaN基板311的主表面上以槽部83 的內(nèi)側(cè)面83a為起點(diǎn)而形成的由(000-1)面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面31 、和以槽部83的內(nèi)側(cè)面 83b為起點(diǎn)而形成的結(jié)晶生長(zhǎng)面312b。由此，在發(fā)光元件層312上形成分別以槽部83的內(nèi)側(cè)面83a和8 為起點(diǎn)的結(jié)晶生長(zhǎng)面31 和結(jié)晶生長(zhǎng)面312b。S卩，在制造工藝上，與通過對(duì)層疊于無凹部等的平整的基板上的氮化物類半導(dǎo)體層進(jìn)行蝕刻加工形成如上所述的結(jié)晶生長(zhǎng)面31 或結(jié)晶生長(zhǎng)面312b的情況不同，由于不需要蝕刻加工，因此能夠抑制發(fā)光二極管芯片300的制造工藝復(fù)雜化。另外，發(fā)光元件層312的結(jié)晶生長(zhǎng)面31 和結(jié)晶生長(zhǎng)面 312b通過干式蝕刻而形成，因此在制造工藝上，不易在發(fā)光層314等上產(chǎn)生損傷。由此，能夠提高來自發(fā)光層314的光的輸出效率。另外，在第九實(shí)施方式中，包括在主表面上形成有槽部83的η型GaN基板311、和發(fā)光元件層312，該發(fā)光元件層312包含在η型GaN基板311的主表面上以槽部83的內(nèi)側(cè)面83a為起點(diǎn)而形成的由(000-1)面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面31 、和以槽部83的內(nèi)側(cè)面8 為起點(diǎn)而形成的結(jié)晶生長(zhǎng)面312b。由此，在發(fā)光元件層312在η型GaN基板311上進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)，與生長(zhǎng)層的上面(發(fā)光元件層312的主表面)生長(zhǎng)的生長(zhǎng)速度相比，分別形成以槽部83的內(nèi)側(cè)面83a為起點(diǎn)的結(jié)晶生長(zhǎng)面31 和以槽部83的內(nèi)側(cè)面83b為起點(diǎn)的結(jié)晶生長(zhǎng)面312b的生長(zhǎng)速度慢，因此生長(zhǎng)層的上面(主表面)邊保持平整性邊進(jìn)行生長(zhǎng)。由此， 與未形成由上述結(jié)晶生長(zhǎng)面31 和結(jié)晶生長(zhǎng)面312b構(gòu)成的端面時(shí)的發(fā)光元件層的生長(zhǎng)層表面相比，能夠進(jìn)一步提高具有發(fā)光層314的發(fā)光元件層312的表面(上面)的平整性。另外，在第九實(shí)施方式中，槽部83的內(nèi)側(cè)面83a按照由(000_1)面構(gòu)成的方式來構(gòu)成，由此在η型GaN基板311的主表面上形成具有由(000-1)面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面31 的發(fā)光元件層312時(shí)，接著槽部83的內(nèi)側(cè)面83a的(000-1)面形成發(fā)光元件層312的 (000-1)面，因此能夠容易地在η型GaN基板311上形成由(000-1)面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面 312a0另外，在第九實(shí)施方式中，將發(fā)光元件層312的結(jié)晶生長(zhǎng)面31 和結(jié)晶生長(zhǎng)面 312b按照由發(fā)光元件層312的結(jié)晶生長(zhǎng)面構(gòu)成的方式來構(gòu)成，由此能夠在與發(fā)光元件層 312的結(jié)晶生長(zhǎng)同時(shí)分別形成上述結(jié)晶生長(zhǎng)面31 和結(jié)晶生長(zhǎng)面312b兩種結(jié)晶生長(zhǎng)面 (端面)O另外，在第九實(shí)施方式中，將結(jié)晶生長(zhǎng)面312b按照由(11-22)面構(gòu)成的方式來構(gòu)成，由此與在η型GaN基板311上形成不符合(11-22)面的那種刻面的側(cè)面(端面)時(shí)的發(fā)光元件層312的生長(zhǎng)層的表面(主表面)相比，在η型GaN基板311上形成由(11-22) 面的刻面(結(jié)晶生長(zhǎng)面312b)時(shí)的生長(zhǎng)層的表面(上面)能夠按照可靠地具有平整性的方式來形成。另外，結(jié)晶生長(zhǎng)面312b的生長(zhǎng)速度比發(fā)光元件層312的主表面慢，因此通過結(jié)晶生長(zhǎng)，能夠容易地形成結(jié)晶生長(zhǎng)面312b。
另外，在第九實(shí)施方式中，將基板構(gòu)成為由GaN等氮化物類半導(dǎo)體構(gòu)成的η型GaN 基板311，由此利用發(fā)光元件層312的結(jié)晶生長(zhǎng)，能夠容易地在由氮化物類半導(dǎo)體構(gòu)成的η 型GaN基板311上形成具有由(000-1)面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面31 和由(11-22)面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面312b的發(fā)光元件層312。另外，在第九實(shí)施方式中，將發(fā)光元件層312的結(jié)晶生長(zhǎng)面312b按照相對(duì)于發(fā)光元件層312的主表面((11-20)面)成鈍角的方式形成，由此發(fā)光元件層312的結(jié)晶生長(zhǎng)面 312a和結(jié)晶生長(zhǎng)面312b相對(duì)的多個(gè)凹部320 (包含η型GaN基板311的槽部83的槽部83 的上部區(qū)域)按照從η型GaN基板311向發(fā)光元件層312的上面擴(kuò)展的方式形成，因此能夠容易地將來自發(fā)光層314的光不僅穿過發(fā)光元件層312的上面而且穿過相對(duì)于η型GaN 基板311的主表面傾斜的結(jié)晶生長(zhǎng)面312b而輸出。由此，能夠進(jìn)一步提高發(fā)光二極管芯片 300的發(fā)光效率。(第十實(shí)施方式)參照?qǐng)D48和圖49對(duì)下述情況進(jìn)行說明在該第十實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片 350的制造工藝中，與上述第九實(shí)施方式不同，在η型GaN基板311上形成由AWaN構(gòu)成的基底層355之后，再形成發(fā)光元件層342。另外，η型GaN基板311是本發(fā)明的“基底基板” 的一個(gè)例子。該第十實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片350由以(11-2-2)面為主表面的纖鋅礦結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成。另外，發(fā)光二極管芯片350的形狀俯視時(shí)(從發(fā)光二極管芯片350 的上面?zhèn)瓤?具有正方形狀、長(zhǎng)方形狀、菱形或平行四邊形等形狀。在此，在第十實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片350的制造工藝中，通過與上述第一實(shí)施方式同樣的制造工藝，在具有約100 μ m厚度的η型GaN基板311上，使具有約3 μ m 4 μ m厚度的由Alatl5Giia95N構(gòu)成的基底層355生長(zhǎng)，并且在基底層355上形成裂紋43。在此，由于GaN和AWaN的c軸的晶格常數(shù)之差比GaN和AWaN的a軸的晶格常數(shù)之差大，因此裂紋43易在與基底層355的(0001)面和η型GaN基板311的主表面的(11_2_2)面平行的[1-100]方向(B方向)上形成。另外，在俯視形成有裂紋43的η型GaN基板311的情況下，如圖49所示，裂紋43 形成為沿與η型GaN基板311的A方向大致正交的[1-100]方向(B方向)條紋狀延伸。另夕卜，裂紋43是本發(fā)明的“凹部”的一個(gè)例子。其后，如圖49所示，通過與上述第九實(shí)施方式同樣的制造工藝，在基底層355上， 將η型包覆層343、和發(fā)光層344、和ρ型包覆層345依次層疊，該η型包覆層343具有約 0. 5 μ m厚度且由η型GaN構(gòu)成；該發(fā)光層344具有約2nm厚度，且由層疊有由G^l7Ina3N構(gòu)成的阱層(未圖示)和由G^9Ina ^構(gòu)成的阻擋層(未圖示)的MQW結(jié)構(gòu)構(gòu)成；該ρ型包覆層345具有約0. 2 μ m厚度且由ρ型GaN構(gòu)成且兼作ρ型接觸層，由此形成發(fā)光元件層342。 另外，發(fā)光元件層342、η型包覆層343、發(fā)光層344和ρ型包覆層345分別是本發(fā)明的“氮化物類半導(dǎo)體層”的一個(gè)例子。此時(shí)，在第十實(shí)施方式中，在η型GaN基板311上使發(fā)光元件層342生長(zhǎng)的情況下， 在沿[1-100]方向條紋狀延伸的裂紋43的內(nèi)側(cè)面43a上，發(fā)光元件層312邊形成沿相對(duì)于 η型GaN基板311的[11_2_2]方向(C2方向)傾斜規(guī)定角度的方向延伸的由(000-1)面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面34 ，邊進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)。另外，在裂紋43的與內(nèi)側(cè)面43a相對(duì)的內(nèi)側(cè)面43b側(cè)，發(fā)光元件層342邊形成沿相對(duì)于η型GaN基板311的[11_2_2]方向(C2方向)傾斜規(guī)定角度的方向延伸的由(11-22)面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面342b，邊進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)。另外，內(nèi)側(cè)面43a和內(nèi)側(cè)面4 分別是本發(fā)明的“凹部的一內(nèi)側(cè)面”和“凹部的另一內(nèi)側(cè)面”的一個(gè)例子，結(jié)晶生長(zhǎng)面34 和結(jié)晶生長(zhǎng)面342b分別是本發(fā)明的“第一側(cè)面”和“第二側(cè)面”的一個(gè)例子。由此，結(jié)晶生長(zhǎng)面34 和342b分別按照相對(duì)于發(fā)光元件層342的上面(主表面)成鈍角的方式形成。其后，如圖48所示，按照將夾在發(fā)光元件層342的由(000_1)面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面34 和由(11-2 面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面342b中間的凹部352(裂紋43的上部區(qū)域)填埋的方式，形成相對(duì)于發(fā)光波長(zhǎng)透明的SW2等絕緣膜322。而且，在絕緣膜322和發(fā)光元件層342的上面上形成ρ側(cè)電極347，并且在η型GaN基板311的下面上形成η側(cè)電極346。 這樣就形成圖48所示的第十實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片350。在第十實(shí)施方式中，如上所述，包括在基底層355上形成有裂紋43的η型GaN基板311、和發(fā)光元件層342，該發(fā)光元件層342包含在η型GaN基板311的主表面上以裂紋 43的內(nèi)側(cè)面43a為起點(diǎn)而形成的由(000-1)面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面34 、和以裂紋43的內(nèi)側(cè)面43b為起點(diǎn)而形成的結(jié)晶生長(zhǎng)面342b。由此，在發(fā)光元件層342上形成分別以事先形成于η型GaN基板311的基底層355的裂紋43的內(nèi)側(cè)面43a和43b為起點(diǎn)的結(jié)晶生長(zhǎng)面 34 和結(jié)晶生長(zhǎng)面342b。即，在制造工藝上，與通過對(duì)層疊于無凹部等的平整的基板上的氮化物類半導(dǎo)體層進(jìn)行蝕刻加工形成如上所述的結(jié)晶生長(zhǎng)面34 或結(jié)晶生長(zhǎng)面342b的情況不同，由于不需要蝕刻加工，因此能夠抑制發(fā)光二極管芯片350的制造工藝復(fù)雜化。另夕卜，發(fā)光元件層342的結(jié)晶生長(zhǎng)面34 和結(jié)晶生長(zhǎng)面342b通過干式蝕刻而形成，因此在制造工藝上，不易在發(fā)光層344等上產(chǎn)生損傷。由此，能夠提高來自發(fā)光層344的光的輸出效率。另外，在第十實(shí)施方式中，包括在基底層355上形成有裂紋43的η型GaN基板311、 和發(fā)光元件層342，該發(fā)光元件層312包含在η型GaN基板311的主表面上以裂紋43的內(nèi)側(cè)面43a為起點(diǎn)而形成的由(0001)面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面342a、和以裂紋43的內(nèi)側(cè)面43b 為起點(diǎn)而形成的結(jié)晶生長(zhǎng)面342b。由此，在發(fā)光元件層342在η型GaN基板311上進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)，與生長(zhǎng)層的上面(發(fā)光元件層342的主表面)生長(zhǎng)的生長(zhǎng)速度相比，分別形成以裂紋43的內(nèi)側(cè)面43a為起點(diǎn)的結(jié)晶生長(zhǎng)面34 和以裂紋43的內(nèi)側(cè)面4 為起點(diǎn)的結(jié)晶生長(zhǎng)面342b的生長(zhǎng)速度慢，因此生長(zhǎng)層的上面(主表面)邊保持平整性邊進(jìn)行生長(zhǎng)。由此， 與未形成由上述結(jié)晶生長(zhǎng)面34 和結(jié)晶生長(zhǎng)面342b構(gòu)成的端面時(shí)的發(fā)光元件層的生長(zhǎng)層表面相比，能夠進(jìn)一步提高具有發(fā)光層344的發(fā)光元件層342的表面(上面)的平整性。另外，在第十實(shí)施方式中，在η型GaN基板311上形成由MGaN構(gòu)成的基底層355， 并且按照η型GaN基板311的晶格常數(shù)C1、和基底層355的晶格常數(shù)C2具有C1 > C2的關(guān)系的方式而構(gòu)成，將發(fā)光元件層342的結(jié)晶生長(zhǎng)面34 和結(jié)晶生長(zhǎng)面342b分別以裂紋43 的內(nèi)側(cè)面43a和4 為起點(diǎn)而形成，由此在η型GaN基板311上形成由AWaN構(gòu)成的基底層355時(shí)，由于基底層355的晶格常數(shù)C2比η型GaN基板311的晶格常數(shù)C1小(C1 > c2)， 因此基底層355的厚度與η型GaN基板311的晶格常數(shù)C1 一致，在基底層355的內(nèi)部產(chǎn)生拉伸應(yīng)力R。其結(jié)果是，在基底層355的厚度為規(guī)定以上的情況下，不耐該拉伸應(yīng)力R而斷開時(shí)就在基底層355上形成裂紋43。由此，能夠容易地在基底層355上形成內(nèi)側(cè)面43a和43b，該內(nèi)側(cè)面43a和4 成為用于使發(fā)光元件層342的結(jié)晶生長(zhǎng)面34加((000_1)面)和結(jié)晶生長(zhǎng)面342b((ll-2》面)分別在基底層355上進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)的基準(zhǔn)。另外，在第十實(shí)施方式中，將發(fā)光元件層342的結(jié)晶生長(zhǎng)面34加((000_1)面)和結(jié)晶生長(zhǎng)面342b((ll-22)面)按照由發(fā)光元件層342的結(jié)晶生長(zhǎng)面構(gòu)成的方式來構(gòu)成，由此能夠容易地在與發(fā)光元件層342的結(jié)晶生長(zhǎng)同時(shí)分別形成上述結(jié)晶生長(zhǎng)面34 和結(jié)晶生長(zhǎng)面342b兩種平整的結(jié)晶生長(zhǎng)面(端面)。另外，在第十實(shí)施方式中，將發(fā)光元件層342的結(jié)晶生長(zhǎng)面34 和342b按照相對(duì)于發(fā)光元件層342的主表面((11-2-2)面)成鈍角的方式形成，由此發(fā)光元件層342的結(jié)晶生長(zhǎng)面34 和結(jié)晶生長(zhǎng)面342b相對(duì)的多個(gè)凹部352(包含η型GaN基板311的裂紋43 的裂紋43的上部區(qū)域)按照從η型GaN基板311向發(fā)光元件層342的上面擴(kuò)展的方式形成，因此能夠容易地將來自發(fā)光層344的光不僅穿過發(fā)光元件層342的上面而且穿過相對(duì)于η型GaN基板311的主表面傾斜的結(jié)晶生長(zhǎng)面34 和342b而輸出。由此，能夠進(jìn)一步提高發(fā)光二極管芯片350的發(fā)光效率。另外，第十實(shí)施方式的其他效果與上述第九實(shí)施方式同樣。(第十一實(shí)施方式)參照?qǐng)D50 圖52對(duì)下述情況進(jìn)行說明在該第十一實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片 360的制造工藝中，與上述第十實(shí)施方式不同，在η型GaN基板311的基底層355上形成通過形成虛線狀的線痕361而控制了裂紋的發(fā)生位置的裂紋362。另外，η型GaN基板311是本發(fā)明的“基底基板”的一個(gè)例子，裂紋362是本發(fā)明的“凹部”的一個(gè)例子。該第十一實(shí)施方式的發(fā)光發(fā)光二極管芯片360由以(1-10-2)面為主表面的纖鋅礦結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成。另外，發(fā)光發(fā)光二極管芯片360的形狀俯視時(shí)(從發(fā)光發(fā)光二極管芯片360的上面?zhèn)瓤?具有正方形狀、長(zhǎng)方形狀、菱形或平行四邊形等形狀。在此，在第十一實(shí)施方式的發(fā)光發(fā)光二極管芯片360的制造工藝中，在η型GaN基板311(參照?qǐng)D50)上，使具有比上述第十實(shí)施方式的厚度(約3μπι 4μπι)薄的臨界膜厚程度的厚度的由AKiaN構(gòu)成的基底層355生長(zhǎng)。此時(shí)，在基底層355上通過與第十實(shí)施方式同樣的作用在內(nèi)部發(fā)生拉伸應(yīng)力R。在此，臨界膜厚的意思是指，在將具有互不相同的晶格常數(shù)的半導(dǎo)體層層疊時(shí)，晶格常數(shù)差引起的裂紋不發(fā)生于半導(dǎo)體層時(shí)的半導(dǎo)體層的最小厚度。此后，如圖51所示，利用激光或金剛石筆等，在基底層355上，在與A方向大致正交的[11-20]方向(B方向)上，以約50 μ m的間隔形成虛線狀的線痕361。另外，線痕361 在A方向上以間隔L4的間距形成多條。由此，如圖52所示，在基底層355上，裂紋以虛線狀的線痕361為起點(diǎn)在未形成有線痕361的基底層355的區(qū)域行進(jìn)。其結(jié)果是，形成將基底層355在B方向上斷開的大致直線狀的裂紋362 (參照?qǐng)D52)。另外，此時(shí)，線痕361也沿深度方向(圖52的垂直于紙面的方向)進(jìn)行分割。由此，在裂紋362內(nèi)形成到達(dá)基底層355和η型GaN基板311的界面附近的內(nèi)側(cè)面36 (虛線所示)。另外，內(nèi)側(cè)面36 是本發(fā)明的“凹部的一內(nèi)側(cè)面”的一個(gè)例子。其后，通過與上述第十實(shí)施方式同樣的制造工藝，在基底層355上，將η型包覆層 343、和發(fā)光層344、和ρ型包覆層345依次層疊，該發(fā)光層344具有約2nm厚度，且由層疊有由G^l7Ina3N構(gòu)成的阱層(未圖示)和由(^a9InaiN構(gòu)成的阻擋層(未圖示)的MQW結(jié)構(gòu)構(gòu)成，由此形成發(fā)光元件層342。此時(shí)，在η型GaN基板311上的發(fā)光元件層342上，形成沿相對(duì)于η型GaN基板311 的[1-10-2]方向(C2方向)傾斜規(guī)定角度的方向延伸的由(000-1)面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面 342c、和沿相對(duì)于η型GaN基板311的[1_10_2]方向(C2方向)傾斜規(guī)定角度的方向延伸的由(1-101)面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面342d。另外，結(jié)晶生長(zhǎng)面342c和結(jié)晶生長(zhǎng)面342d分別是本發(fā)明的“第一側(cè)面”和“第二側(cè)面”的一個(gè)例子。另外，第十一實(shí)施方式的其他制造工藝與上述第十實(shí)施方式同樣。這樣就形成圖 50所示的第十一實(shí)施方式的發(fā)光發(fā)光二極管芯片360。在第十一實(shí)施方式的制造工藝中，如上所述，包括如下工序在裂紋362形成時(shí)， 在η型GaN基板311上將基底層355形成為臨界膜厚程度的厚度之后，將相對(duì)于基底層355 沿[11-20]方向(B方向)延伸的多條虛線狀(約50 μ m的間隔)的線痕361在A方向上以間隔L4的間距而形成。由此，在基底層355上形成以虛線狀的線痕361為起點(diǎn)平行于B 方向地延伸、且沿A方向等間隔的裂紋362。即，與如上述第十實(shí)施方式那樣利用自發(fā)形成的裂紋使半導(dǎo)體層進(jìn)行層疊的情況相比，能夠更容易地形成發(fā)光面積齊備的發(fā)光發(fā)光二極管芯片360(參照?qǐng)D50)。另外，第十一實(shí)施方式的其他效果與上述第十實(shí)施方式同樣。(第十二實(shí)施方式)參照?qǐng)D10和圖53對(duì)下述情況進(jìn)行說明在該第十二實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片 370的制造工藝中，與上述第九實(shí)施方式不同，在具有由m面((1-100)面)構(gòu)成的主表面的 η型GaN基板371上形成由AWaN構(gòu)成的基底層355之后，再形成發(fā)光元件層312。另外， η型GaN基板371是本發(fā)明的“基底基板”的一個(gè)例子。該第十二實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片370由以m面((1_100)面)為主表面的纖鋅礦結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成。另外，發(fā)光二極管芯片370的形狀俯視時(shí)(從發(fā)光二極管芯片370的上面?zhèn)瓤?具有正方形狀、長(zhǎng)方形狀、菱形或平行四邊形等形狀。在此，在第十二實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片370的制造工藝中，如圖61所示，在具有約100 μ m厚度的η型GaN基板21上，使具有約3 μ m 約4 μ m厚度的由Alaci5Giia95N構(gòu)成的基底層355生長(zhǎng)。此時(shí)，與上述第十實(shí)施方式同樣，η型GaN基板371和基底層355的晶格常數(shù)差引起的裂紋43形成于基底層355。其后，通過與上述第九實(shí)施方式同樣的制造工藝，在基底層355上，將η型包覆層 313、和發(fā)光層314、和ρ型包覆層315依次層疊，該η型包覆層313具有約0. 5 μ m厚度且由 η型Ala 03Ga0.97N構(gòu)成；該發(fā)光層314具有約2nm厚度，且由層疊有由Giici. 7In0.3N構(gòu)成的阱層 (未圖示)和由G^9InaiN構(gòu)成的阻擋層(未圖示)的MQW結(jié)構(gòu)構(gòu)成；該ρ型包覆層315具有約0. 2 μ m厚度且由ρ型GaN構(gòu)成且兼作ρ型接觸層，由此形成發(fā)光元件層312。此時(shí)，在第十二實(shí)施方式中，與圖10所示的結(jié)晶生長(zhǎng)的情況同樣，在η型GaN基板 371上使發(fā)光元件層312生長(zhǎng)的情況下，在沿[11-20]方向(B方向)延伸的裂紋43的由 (000-1)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面43a上，發(fā)光元件層312按照接著裂紋43的(000-1)面的方式， 邊形成沿[1-100]方向(C2方向)延伸的由(000-1)面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面312c，邊進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)。另外，在裂紋43的與(000-1)面相對(duì)的(0001)面(內(nèi)側(cè)面43b)側(cè)，發(fā)光元件層 312邊形成沿相對(duì)于[1-100]方向(C2方向)傾斜規(guī)定角度的方向延伸的由(1-101)面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面(刻面)312d，邊進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)。由此，結(jié)晶生長(zhǎng)面312d按照相對(duì)于發(fā)光元CN 102545055 A件層312的上面(主表面)成鈍角的方式形成。另外，結(jié)晶生長(zhǎng)面312c和結(jié)晶生長(zhǎng)面312d 分別是本發(fā)明的“第一側(cè)面”和“第二側(cè)面”的一個(gè)例子。另外，在第十二實(shí)施方式中，也按照由發(fā)光元件層312的結(jié)晶生長(zhǎng)面 312c ((000-1)面)和結(jié)晶生長(zhǎng)面312b ((1-101)面)夾持的凹部320 (包含裂紋43的裂紋 43的上部區(qū)域)填埋的方式，形成相對(duì)于發(fā)光波長(zhǎng)透明的SW2等絕緣膜322。另外，第十二實(shí)施方式的其他制造工藝與上述第九實(shí)施方式同樣。這樣就形成圖 53所示的第十二實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片370。另外，第十二實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片370的效果與上述第一和第十實(shí)施方式同樣。(第十三實(shí)施方式)參照?qǐng)DM對(duì)下述情況進(jìn)行說明在該第十三實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片380的制造工藝中，與上述第九實(shí)施方式不同，在具有由m面((1-100)面)構(gòu)成的主表面的η型 4H-SiC基板391上形成形成發(fā)光元件層392。另外，η型4H_SiC基板391和發(fā)光元件層392 是本發(fā)明的“基板”和“氮化物類半導(dǎo)體層”的一個(gè)例子。該第十三實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片380由以m面((1_100)面)為主表面的纖鋅礦結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成。另外，發(fā)光二極管芯片380的形狀俯視時(shí)(從發(fā)光二極管芯片380的上面?zhèn)瓤?具有正方形狀、長(zhǎng)方形狀、菱形或平行四邊形等形狀。另外，如圖M所示，發(fā)光二極管芯片380在具有約100 μ m厚度的η型4H_SiC基板391上形成有發(fā)光元件層392。另外，在發(fā)光元件層392上形成有m型包覆層393，其具有約0. 5 μ m厚度且由η型Alatl3Giia97Ν構(gòu)成；發(fā)光層394，其具有約2nm厚度，且層疊有由 Giia7Ina3N構(gòu)成的阱層(未圖示)和由G^9InaiN構(gòu)成的阻擋層(未圖示)。另外，發(fā)光層 394上形成有ρ型包覆層395，該ρ型包覆層395具有約0. 2 μ m厚度且由ρ型GaN構(gòu)成且兼作P型接觸層。另外，η型包覆層393、發(fā)光層394和ρ型包覆層395分別是本發(fā)明的“氮化物類半導(dǎo)體層”的一個(gè)例子。在此，在第十三實(shí)施方式中，從η型包覆層393到ρ型包覆層395，通過發(fā)光元件層392的由(000-1)面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面39 、和由(1-101)面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面392b 形成凹部320。另外，結(jié)晶生長(zhǎng)面39 和結(jié)晶生長(zhǎng)面392b分別是本發(fā)明的“第一側(cè)面”和 “第二側(cè)面”的一個(gè)例子。另外，結(jié)晶生長(zhǎng)面39 按照在制造工藝中以接著事先形成于η型 4H-SiC基板391的主表面的槽部84的由(000-1)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面8 的方式、沿相對(duì)于η 型4H-SiC基板391的主表面大致垂直的方向([1-100]方向)延伸的方式而形成。另外， 結(jié)晶生長(zhǎng)面392b由以槽部84的內(nèi)側(cè)面84b為起點(diǎn)的傾斜面構(gòu)成，按照相對(duì)于發(fā)光元件層 392的上面(主表面)成鈍角的方式而形成。另外，槽部84、內(nèi)側(cè)面8 和內(nèi)側(cè)面84b分別是本發(fā)明的“凹部”、“凹部的一內(nèi)側(cè)面”和“凹部的另一內(nèi)側(cè)面”的一個(gè)例子。另外，在圖M 中，在圖示的關(guān)系上，只在圖中的一部分槽部84記述有內(nèi)側(cè)面8 和內(nèi)側(cè)面84b的符號(hào)。另外，在η型4H-SiC基板391的下面上形成有η側(cè)電極316。另外，在凹部320形成有絕緣膜322，按照覆蓋相對(duì)于發(fā)光波長(zhǎng)透明的SW2等絕緣膜322和ρ型包覆層395的方式，形成有具有透光性的P側(cè)電極317。另外，第十三實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片380制造工藝與上述第九實(shí)施方式同樣。另外，第十三實(shí)施方式的效果也與上述第九實(shí)施方式同樣。(第十四實(shí)施方式)
參照?qǐng)D55和圖56對(duì)利用第十四實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法形成的氮化物類半導(dǎo)體激光元件400的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。在利用該第十四實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法形成的氮化物類半導(dǎo)體激光元件400中，如圖55所示，在諧振器方向(A方向)的一端部(光射出面400a側(cè)的端部)形成有臺(tái)階部421a。另外，在具有約100 μ m厚度的η型GaN基板421上形成有具有約3. 1 μ m厚度的半導(dǎo)體激光元件層402。另外，如圖56所示，半導(dǎo)體激光元件層402的諧振器長(zhǎng)具有約1560μπι，并且在W001]方向即諧振器方向(Α方向)的兩端部分別形成有相對(duì)于η型GaN基板421的主表面大致垂直的光射出面400a和光反射面400b。另外，η 型GaN基板421和半導(dǎo)體激光元件層402分別為本發(fā)明的“基板”和“氮化物類半導(dǎo)體層” 的一個(gè)例子，光射出面400a為本發(fā)明的“由(000-1)面構(gòu)成的端面”的一個(gè)例子。在此，在第十四實(shí)施方式中，半導(dǎo)體激光元件層402形成于η型GaN基板421的非極性面即由m面((1-100)面)構(gòu)成的主表面上。另外，η型GaN基板421的臺(tái)階部421a 具有與η型GaN基板421的主表面大致垂直的由(000-1)面的刻面(生長(zhǎng)面)構(gòu)成的端面 421b。而且，如圖56所示，半導(dǎo)體激光元件層402的光射出面400a由按照接著η型GaN基板421的端面421b的方式進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)的由(000-1)面構(gòu)成的結(jié)晶面構(gòu)成。另外，半導(dǎo)體激光元件層402的光反射面400b由垂直于W001]方向(圖56的Al方向)的端面即c面 ((0001)面)構(gòu)成。另外，端面421b是本發(fā)明的“(000-1)刻面”的一個(gè)例子。另外，如圖55所示，半導(dǎo)體激光元件層402從距η型GaN基板421的上面近的一側(cè)起依次包含η型包覆層403，其具有約3μπι的厚度且由AKiaN構(gòu)成；活性層404，其具有約 75nm的厚度，并且交替地層疊有由InGaN構(gòu)成的三層量子阱層和GaN構(gòu)成的三層阻擋層；ρ 型包覆層405，其具有約0. 5 μ m的厚度且由AWaN構(gòu)成。η型包覆層403、活性層404，量子阱層、阻擋層和P型包覆層405分別是本發(fā)明的“氮化物類半導(dǎo)體層”的一個(gè)例子。另外，如圖55所示，在ρ型包覆層405的上面上的規(guī)定區(qū)域形成有具有約200nm 的厚度且由SiO2構(gòu)成的電流區(qū)塊層406。另外，在ρ型包覆層405的上面上的未形成有電流區(qū)塊層406的區(qū)域(圖55的B 方向的中央部附近)形成有P側(cè)電極407，該P(yáng)側(cè)電極407從距P型接觸層405的上面近的一側(cè)起依次由具有約5nm厚度的Pt層、和具有約IOOnm厚度的Pd層、和具有約150nm厚度的Au層構(gòu)成。另外，ρ側(cè)電極407以覆蓋電流區(qū)塊層406的上面上的方式形成。另外，也可以在P型包覆層405和ρ側(cè)電極407之間形成有優(yōu)選禁帶寬度比ρ型包覆層405小的接觸層(未圖示)。另外，如圖55所示，在η型GaN基板421的下面上形成有η側(cè)電極408，該η側(cè)電極408從距η型GaN基板421近的一側(cè)起依次由具有約IOnm厚度的Al層、和具有約20nm 厚度的Pt層、和具有約300nm厚度的Au層構(gòu)成。接著，參照?qǐng)D16和圖55 圖57對(duì)利用第十四實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法形成的氮化物類半導(dǎo)體激光元件400的制造工藝進(jìn)行說明。首先，如圖57所示，利用蝕刻技術(shù)，在η型GaN基板421的由(1_100)面構(gòu)成的主表面上，形成在W001]方向(A方向)上具有約40 μ m的寬度Wl (參照?qǐng)D16)、并且具有約 2ym深度、沿[11-20]方向(B方向)延伸的槽部85。另外，槽部85在A方向(參照?qǐng)D16) 上以約1600 μ m( = W1+L2)的周期形成為條紋狀。
在此，在第十四實(shí)施方式中，如圖57所示，在槽部85形成相對(duì)于η型GaN基板421 的(1-100)面大致垂直的由(000-1)面的刻面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面85a、和相對(duì)于η型GaN基板 421的(1-100)面大致垂直的由(0001)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面85b。另外，內(nèi)側(cè)面8 是本發(fā)明的“(000-1)刻面”的一個(gè)例子。接著，利用MOCVD法，在具有槽部85的η型GaN基板421上，將η型包覆層403、活性層404和ρ型包覆層405等依次層疊，由此形成半導(dǎo)體激光元件層402。此時(shí)，在第十四實(shí)施方式中，如圖57所示，在η型GaN基板421上使半導(dǎo)體激光元件層402進(jìn)行生長(zhǎng)的情況下，在沿B方向延伸的槽部85的內(nèi)側(cè)面8 上，半導(dǎo)體激光元件層402按照接著內(nèi)側(cè)面85a的方式，邊形成沿[1-100]方向(C2方向)延伸的(000-1)面， 邊進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)。由此，半導(dǎo)體激光元件層402的(000-1)面形成為氮化物類半導(dǎo)體激光元件400的一對(duì)諧振器端面中的光射出面400a。另外，在槽部85的與(000-1)面相對(duì)的 (0001)面(內(nèi)側(cè)面85b)側(cè)，半導(dǎo)體激光元件層402邊形成沿相對(duì)于[1-100]方向(C2方向)傾斜規(guī)定角度的方向延伸的由(1-101)面構(gòu)成的刻面，邊進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)。其后，如圖55所示，在ρ型包覆層405的上面上通過光刻形成抗蝕劑圖案后，以其抗蝕劑圖案為掩模，進(jìn)行干式蝕刻等，由此形成由SiO2構(gòu)成的電流區(qū)塊層406。另外，如圖 55和圖56所示，利用真空蒸鍍法，在電流區(qū)塊層406上和未形成有電流區(qū)塊層406的ρ型包覆層405上，形成ρ側(cè)電極407。另外，圖56表示形成有電流區(qū)塊層406的位置的沿著半導(dǎo)體激光元件的諧振器方向(Α方向)的剖面結(jié)構(gòu)。此后，如圖57所示，按照使η型GaN基板421的厚度達(dá)到約100 μ m的方式將η型 GaN基板421的下面研磨后，利用真空蒸鍍法，在η型GaN基板421的下面上形成η側(cè)電極 408。其后，在η側(cè)電極408的下面?zhèn)鹊呐c(000_1)半導(dǎo)體端面對(duì)應(yīng)的位置、和規(guī)定的形成有(0001)面的位置，通過激光劃線或機(jī)械式劃線，按照沿與η型GaN基板421的槽部85 平行(圖陽WB方向)的方向延伸的方式，形成直線狀的線槽41。在該狀態(tài)下，如圖57所示，按照晶片的表面?zhèn)?上側(cè))裂開的方式，以η型GaN基板421的下面?zhèn)葹橹c(diǎn)附加荷重， 由此將晶片在線槽41的位置解理。由此，半導(dǎo)體激光元件層402的(0001)面形成為氮化物類半導(dǎo)體激光元件400的一對(duì)諧振器端面中的光反射面400b。另外，與槽部85對(duì)應(yīng)的區(qū)域的η型GaN基板421沿將槽部85和線槽41連接的解理線1000(虛線)被分割。另外， 如圖56所示，η型GaN基板421的槽部85在元件分割后成為形成于光射出面400a的下部的臺(tái)階部42Ia (端面421b)。此后，沿諧振器方向(A方向)將元件分割而芯片化，由此形成圖55所示的第十四實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件400。在利用第十四實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法形成的氮化物類半導(dǎo)體激光元件400的制造工藝中，如上所述，包括與η型GaN基板421的由(1-100)面構(gòu)成的主表面大致垂直地形成槽部85 (由(000-1)面的刻面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面85a)的工序、和在η型 GaN基板421的(1-100)面上形成半導(dǎo)體激光元件層402的工序，由此在η型GaN基板421 上形成半導(dǎo)體激光元件402時(shí)，按照接著事先與η型GaN基板421的主表面大致垂直地形成的(000-1)面的刻面(內(nèi)側(cè)面85a)的方式，能夠形成具有由(000-1)面構(gòu)成的光射出面 400a的半導(dǎo)體激光元件層402。由此，不利用解理工序就能夠形成具有光射出面400a的半導(dǎo)體激光元件層402。另外，通過具備上述工序，與不形成由(000-1)面構(gòu)成的的刻面時(shí)的半導(dǎo)體層的生長(zhǎng)層表面相比，能夠提高半導(dǎo)體激光元件層402的表面的平整性。另外，在利用第十四實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法形成的氮化物類半導(dǎo)體激光元件400的制造工藝中，包含形成半導(dǎo)體激光元件層402的工序、和在與形成于η 型GaN基板421的(000-1)面的刻面(內(nèi)側(cè)面85a)對(duì)應(yīng)的區(qū)域形成具有由(000-1)面構(gòu)成的端面的半導(dǎo)體激光元件層402的工序，由此在主表面為m面((1-100)面)的η型GaN 基板421上形成半導(dǎo)體激光元件402的情況下，利用半導(dǎo)體激光元件402的結(jié)晶生長(zhǎng)，能夠在發(fā)光元件層上容易地形成用于提高半導(dǎo)體激光器的增益的一對(duì)諧振器端面構(gòu)成((0001) 面和(000-1)面的組合)中的(000-1)面?zhèn)鹊亩嗣?光射出面400a)。另外，在利用第十四實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法形成的氮化物類半導(dǎo)體激光元件400的制造工藝中，通過由GaN構(gòu)成的氮化物類半導(dǎo)體構(gòu)成η型GaN基板421， 能夠在形成有由(000-1)面的刻面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面85a(端面421b)的η型GaN基板421上， 利用半導(dǎo)體層的結(jié)晶生長(zhǎng)形成，容易地形成具有由(000-1)面構(gòu)成的光射出面400a的半導(dǎo)體激光元件層402。另外，在利用第十四實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法形成的氮化物類半導(dǎo)體激光元件400的制造工藝中，以η型GaN基板421的主表面為m面((1-100)面)，由此在由(1-100)面構(gòu)成的非極性面上形成半導(dǎo)體激光元件層402，因此能夠進(jìn)一步降低在半導(dǎo)體激光元件層402上發(fā)生的壓電場(chǎng)。由此，能夠形成提高了激光的發(fā)光效率的氮化物類半導(dǎo)體激光器。另外，在利用第十四實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法形成的氮化物類半導(dǎo)體激光元件400的制造工藝中，與η型GaN基板421的主表面大致垂直地形成(000-1) 面的工序包含通過蝕刻形成俯視時(shí)在η型GaN基板421的主表面上沿B方向條紋狀延伸的槽部85從而形成由(000-1)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面85a的工序，由此形成于η型GaN基板421 上的半導(dǎo)體激光元件層402的由(000-1)面構(gòu)成的光射出面400a按照如下方式形成沿著在η型GaN基板421的B方向上條紋狀延伸的內(nèi)側(cè)面85a((000-1)面的刻面)，在B方向上也條紋狀延伸。由此，能夠得到在晶片內(nèi)由(000-1)面構(gòu)成的光射出面400a按照沿B方向 (參照?qǐng)D5 平滑地延伸的方式而形成的氮化物類半導(dǎo)體激光元件400。(第十五實(shí)施方式)參照?qǐng)D58和圖59對(duì)下述情況進(jìn)行說明在利用該第十五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法形成的氮化物類半導(dǎo)體激光元件450的制造工藝中，與上述第十四實(shí)施方式不同，在η型GaN基板451上形成基底層422之后，再形成半導(dǎo)體激光元件層402。另夕卜，η型GaN基板451是本發(fā)明的“基底基板”的一個(gè)例子。在利用該第十五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法形成的氮化物類半導(dǎo)體激光元件450中，如圖58所示，在諧振器方向(Α方向)的一端部(光射出面450a側(cè)的端部)形成有臺(tái)階部451a。另外，在具有由(1-100)面構(gòu)成的主表面的η型GaN基板451 上形成有具有與第十四實(shí)施方式同樣的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光元件層402。另外，半導(dǎo)體激光元件層402的諧振器長(zhǎng)具有約1560 μ m，并且在W001]方向即諧振器方向(A方向)的兩端部分別形成有相對(duì)于η型GaN基板451的主表面大致垂直的光射出面450a和光反射面 450b。光射出面450a為本發(fā)明的“由(000-1)面構(gòu)成的端面”的一個(gè)例子。
在此，在第十五實(shí)施方式中，如圖58所示，與上述第十四實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件400的制造工藝不同，在η型GaN基板451和半導(dǎo)體激光元件層402之間形成基底層422。具體而言，如圖59所示，利用MOVCD法，在η型GaN基板451上，使具有約 3 μ m 約4 μ m厚度且由GaN構(gòu)成的基底層422生長(zhǎng)，由此在基底層422上形成裂紋45。另外，在第十五實(shí)施方式中，在基底層422上形成裂紋45時(shí)，在裂紋45內(nèi)形成由 AWaN層的(000-1)面的刻面構(gòu)成、且到達(dá)η型GaN基板451的上面的(1-100)面的內(nèi)側(cè)面 45a。該內(nèi)側(cè)面4 形成為相對(duì)于η型GaN基板451的由(1-100)面構(gòu)成的主表面大致垂直。另外，內(nèi)側(cè)面4 是本發(fā)明的“裂紋的一個(gè)面”和“(000-1)刻面”的一個(gè)例子。其后，如圖59所示，通過與第十四實(shí)施方式同樣的制造工藝，在基底層422上，將η 型包覆層403、活性層404和ρ型包覆層405等依次層疊，由此形成半導(dǎo)體激光元件層402。在此，在第十五實(shí)施方式的中，如圖59所示，在基底層422上使半導(dǎo)體激光元件層 402生長(zhǎng)的情況下，在沿B方向條紋狀延伸的裂紋45的由(000-1)面的刻面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面 4 上，半導(dǎo)體激光元件層402按照接著內(nèi)側(cè)面45a的方式，邊形成沿[1-100]方向(C2方向)延伸的(000-1)面，邊進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)。由此，半導(dǎo)體激光元件層402的(000-1)面形成為氮化物類半導(dǎo)體激光元件450的一對(duì)諧振器端面中的光射出面450a。另外，在裂紋45的與內(nèi)側(cè)面4 相對(duì)的內(nèi)側(cè)面4 側(cè)，半導(dǎo)體激光元件層402邊形成沿相對(duì)于[1-100]方向 (C2方向)傾斜規(guī)定角度的方向延伸的由(1-101)面構(gòu)成的刻面，邊進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)。而且，通過與第十四實(shí)施方式同樣的制造工藝，依次形成電流區(qū)塊層406、ρ側(cè)電極407和η側(cè)電極408。而且，如圖59所示，在η側(cè)電極408的下面?zhèn)鹊呐c(000-1)半導(dǎo)體端面對(duì)應(yīng)的位置、和規(guī)定的形成有(0001)面的位置，通過激光劃線或機(jī)械式劃線，按照沿與η型GaN基板451的裂紋45平行地延伸的方式，形成直線狀的線槽41。在該狀態(tài)下，按照晶片的表面?zhèn)?上側(cè))裂開的方式，以η型GaN基板451的下面?zhèn)葹橹c(diǎn)附加荷重，由此將晶片在線槽41的位置解理。由此，半導(dǎo)體激光元件層402的(0001)面形成為氮化物類半導(dǎo)體激光元件450的一對(duì)諧振器端面中的光反射面450b。另外，與裂紋45對(duì)應(yīng)的區(qū)域的η型GaN基板451沿將裂紋45和線槽41連接的解理線1000被分割。另外，如圖58所示，η型GaN基板451的裂紋45在元件分割后成為形成于光射出面450a的下部的臺(tái)階部 451a (端面 451b)。此后，沿諧振器方向(A方向)將元件分割而芯片化，由此形成圖58所示的第十五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件450。在利用第十五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法形成的氮化物類半導(dǎo)體激光元件450的制造工藝中，如上所述，在η型GaN基板451上包含基底層422，并且與η型 GaN基板451的由(1-100)面構(gòu)成的主表面大致垂直地形成(000-1)面的刻面的工序包含 在基底層422上形成隨著晶格常數(shù)差而形成的裂紋45 (由(000-1)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面45a) 的工序，由此在η型GaN基板451的主表面上形成半導(dǎo)體激光元件層402時(shí)，利用形成于基底層422的裂紋45的內(nèi)側(cè)面45a ((000-1)面的刻面)，按照接著內(nèi)側(cè)面4 的方式，能夠容易地形成具有由(000-1)面構(gòu)成的光射出面450a的半導(dǎo)體激光元件層402。另外，在利用第十五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法形成的氮化物類半導(dǎo)體激光元件450的制造工藝中，基底層422包含AlGaN層，并且在設(shè)η型GaN基板451的
方向的晶格常數(shù)和基底層422的W001]方向的晶格常數(shù)分別為C1和C2的情況下，具有C1 > C2的關(guān)系，通過按照上述方式來構(gòu)成，則在η型GaN基板451上形成由AWaN構(gòu)成的基底層422時(shí)，由于基底層422的W001]方向的晶格常數(shù)C2比η型GaN基板451的
方向的晶格常數(shù)C1小(C1 > C2)，因此基底層422的厚度即將與η型GaN基板451 側(cè)的晶格常數(shù)C1 一致時(shí)就在基底層422的內(nèi)部產(chǎn)生拉伸應(yīng)力R。其結(jié)果是，在基底層422 的厚度為規(guī)定以上的情況下，不耐該拉伸應(yīng)力R而斷開時(shí)就在基底層上沿(000-1)面形成裂紋45。由此，能夠容易地在基底層422上形成內(nèi)側(cè)面45a((000-l)面的刻面)，該內(nèi)側(cè)面 45a成為用于在基底層422上形成發(fā)光元件層402的光射出面450a的基準(zhǔn)。另外，在利用第十五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法形成的氮化物類半導(dǎo)體激光元件450的制造工藝中，與η型GaN基板451的主表面大致垂直地形成(000-1) 面的刻面的工序包含在基底層422上形成與(0001)面(該(0001)面與η型GaN基板451 的主表面大致垂直)實(shí)質(zhì)上平行地形成的由(000-1)面構(gòu)成的內(nèi)側(cè)面4 的工序，由此在η 型GaN基板451上形成半導(dǎo)體激光元件層402時(shí)，按照接著因晶格常數(shù)差而形成于基底層 422的(000-1)面的刻面(內(nèi)側(cè)面45a)的方式，能夠容易地形成具有(000-1)面的光射出面450a的半導(dǎo)體激光元件402。另外，第十五實(shí)施方式的其他效果與上述第十四實(shí)施方式同樣。另外，應(yīng)認(rèn)為本次公開的實(shí)施方式在所有方面都只是舉例說明而已，不具有局限性。本發(fā)明的范圍不限于上述實(shí)施方式的說明，而是通過權(quán)利要求書來表示，還包含在與權(quán)利要求書均等的意思和范圍內(nèi)的全部的變更。例如，在上述第一 第八實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件中，對(duì)由AKiaN和 InGaN等氮化物類半導(dǎo)體層形成半導(dǎo)體激光元件層23 Q23)的例子進(jìn)行了表示，但本發(fā)明不局限于此，也可以由A1N、InN, BN、TlN和由它們的混合晶體構(gòu)成的纖鋅礦結(jié)構(gòu)的氮化物類半導(dǎo)體層形成半導(dǎo)體激光元件層23(223)。另外，在上述第九 第十三實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片中，對(duì)由AWaN和InGaN等氮化物類半導(dǎo)體層形成發(fā)光元件層(發(fā)光元件層312等)的例子進(jìn)行了表示，但本發(fā)明不局限于此，也可以由A1N、InN, BN、TlN和由它們的混合晶體構(gòu)成的纖鋅礦結(jié)構(gòu)的氮化物類半導(dǎo)體層形成發(fā)光元件層。另外，在上述第一實(shí)施方式、上述第一實(shí)施方式的變形例和上述第三 第八實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件中，對(duì)作為基板使用由GaN構(gòu)成的η型GaN基板、并且在η 型GaN基板上形成有由AKiaN構(gòu)成的基底層的例子進(jìn)行了表示，但本發(fā)明不局限于此，作為基板，也可以使用InGaN基板，并且在InGaN基板上也可以形成有由GaN或AlGaN構(gòu)成的基
底層ο另外，在上述第十 第十二實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片中，對(duì)作為基底基板使用η 型GaN基板、并且在η型GaN基板上形成有由AWaN構(gòu)成的基底層的例子進(jìn)行了表示，但本發(fā)明不局限于此，作為基板，也可以使用InGaN基板，并且在InGaN基板上也可以形成有由 GaN或AlGaN構(gòu)成的基底層。另外，在上述第一 第四實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件中，對(duì)作為基板使用GaN基板的例子進(jìn)行了表示，但本發(fā)明不局限于此，也可以使用例如事先生長(zhǎng)有以a面 ((11-20)面)為主表面的氮化物類半導(dǎo)體的r面((1-10 面)藍(lán)寶石基板、和事先生長(zhǎng)有以a面((11-20)面)或m面((1-100)面)為主表面的氮化物類半導(dǎo)體的a面SiC基板或m面SiC基板等。另外，也可以使用事先生長(zhǎng)有上述非極性氮化物類半導(dǎo)體的LiAW2基板或LifeA基板等。另外，在上述第九 第十三實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片中，對(duì)作為基板使用 GaN基板的例子進(jìn)行了表示，但本發(fā)明不局限于此，也可以使用例如事先生長(zhǎng)有以a面 ((11-20)面)為主表面的氮化物類半導(dǎo)體的r面((1-10 面)藍(lán)寶石基板、和事先生長(zhǎng)有以a面((11-20)面)或m面((1-100)面)為主表面的氮化物類半導(dǎo)體的a面SiC基板或 m面SiC基板等。另外，也可以使用事先生長(zhǎng)有上述非極性氮化物類半導(dǎo)體的LiAW2基板或LifeA基板等。另外，在上述第一實(shí)施方式和上述第一實(shí)施方式的變形例的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝中，對(duì)利用了在基底層上利用η型GaN基板和基底層的晶格常數(shù)差而自發(fā)地形成裂紋的工藝的例子進(jìn)行了表示，但本發(fā)明不局限于此，也可以只在基底層22的B方向(參照?qǐng)D6)的兩端部(與η型GaN基板21的B方向的端部對(duì)應(yīng)的區(qū)域)形成線痕。艮P 使是如此構(gòu)成，也能夠?qū)⒁詢啥瞬康木€痕為起點(diǎn)沿B方向延伸的裂紋導(dǎo)入。另外，在上述第十和第十二實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片中，對(duì)利用了在基底層上利用η型GaN基板和基底層的晶格常數(shù)差而自發(fā)地形成裂紋的工藝的例子進(jìn)行了表示，但本發(fā)明不局限于此，也可以只在基底層355的B方向的兩端部(與η型GaN基板311的B 方向的端部對(duì)應(yīng)的區(qū)域)形成線痕。即使是如此構(gòu)成，也能夠?qū)⒁詢啥瞬康木€痕為起點(diǎn)沿 B方向延伸的裂紋導(dǎo)入。另外，在上述第十一實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片中，對(duì)在基底層355上將裂紋導(dǎo)入用的線痕361形成為虛線狀(約50μπι的間隔)的例子進(jìn)行了表示，但本發(fā)明不局限于此，也可以在基底層355的B方向的兩端部(與η型GaN基板21的端部對(duì)應(yīng)的區(qū)域)形成線痕。即使是如此構(gòu)成，也能夠?qū)⒁詢啥瞬康木€痕為起點(diǎn)沿B方向延伸的裂紋導(dǎo)入。另外，在上述第三實(shí)施方式中，對(duì)通過在具有由m面((1-100)面)構(gòu)成的主表面的η型GaN基板上形成半導(dǎo)體激光元件層而形成氮化物類半導(dǎo)體激光元件100的例子進(jìn)行了表示，但本發(fā)明不局限于此，也可以在具有由a面((11-20)面)構(gòu)成的主表面的η型 GaN基板上形成半導(dǎo)體激光元件層。在這種情況下，使激光在PD (光傳感器)上反射的反射面由(11-2 面構(gòu)成。因此，通過將氮化物類半導(dǎo)體激光元件固定于具有傾斜約沈° (相當(dāng)于圖18的角度θ 4)的主表面的監(jiān)測(cè)用PD內(nèi)裝輔助底座，可以使射出方向變化為相對(duì)于 PD(光傳感器)實(shí)質(zhì)上垂直的方向而射出。另外，在上述第四實(shí)施方式中，對(duì)通過在具有由m面((1-100)面)構(gòu)成的主表面的η型GaN基板上形成半導(dǎo)體激光元件層而形成二維面發(fā)光元件的例子進(jìn)行了表示，但本發(fā)明不局限于此，也可以在具有由a面((11-20)面)構(gòu)成的主表面的η型GaN基板上形成半導(dǎo)體激光元件層。在這種情況下，使激光向外部反射的反射面由(11-2 面構(gòu)成。因此， 通過將二維面發(fā)光元件固定于具有傾斜約(相當(dāng)于圖22的角度θ6)的傾斜面的塊部， 可以使射出方向變化為相對(duì)于塊部的上面實(shí)質(zhì)上垂直的方向而射出。另外，在上述第五 第八、第十四和第十五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件中，對(duì)形成在平整的活性層上形成有具有脊部的上部包覆層且將電介質(zhì)的區(qū)塊層形成于脊部側(cè)面的脊波導(dǎo)型半導(dǎo)體激光器的例子進(jìn)行了表示，但本發(fā)明不局限于此，也可以形成具有半導(dǎo)體區(qū)塊層的脊波導(dǎo)型半導(dǎo)體激光器、和隱埋異質(zhì)結(jié)構(gòu)(BH)的半導(dǎo)體激光器、和在平整的上部包覆層上形成有具有條紋狀開口部的電流區(qū)塊層的增益波導(dǎo)型半導(dǎo)體激光器。另外，在上述第六實(shí)施方式中，對(duì)通過在具有由(11-2-5)面構(gòu)成的主表面的η型 GaN基板251上形成半導(dǎo)體激光元件層223而形成氮化物類半導(dǎo)體激光元件220的例子進(jìn)行了表示，但本發(fā)明不局限于此，也可以在具有由(1-10-4)面構(gòu)成的主表面的η型GaN基板上形成半導(dǎo)體激光元件層。在這種情況下，形成于光射出側(cè)的諧振器端面附近的傾斜面成為隨著半導(dǎo)體激光元件層形成時(shí)的結(jié)晶生長(zhǎng)而形成的由(000-1)面構(gòu)成的刻面。另外， 在這種情況下，光反射面由相對(duì)于η型GaN基板的主表面大致垂直的由(1-101)面構(gòu)成的結(jié)晶生長(zhǎng)面形成。另外，傾斜面(刻面)的傾斜角度相對(duì)于與η型GaN基板的主表面垂直的方向([1-10-4]方向)具有約65°。另外，在上述第七實(shí)施方式中，對(duì)通過在具有由(11-2-2)面構(gòu)成的主表面的η型 GaN基板271上形成半導(dǎo)體激光元件層223而形成氮化物類半導(dǎo)體激光元件235的例子進(jìn)行了表示，但本發(fā)明不局限于此，也可以在具有由(1-10-1)面構(gòu)成的主表面的η型GaN基板上形成半導(dǎo)體激光元件層。在這種情況下，形成于光射出側(cè)的諧振器端面附近的傾斜面成為隨著半導(dǎo)體激光元件層形成時(shí)的結(jié)晶生長(zhǎng)而形成的由(1-101)面構(gòu)成的刻面。形成于光反射面?zhèn)鹊膬A斜面成為由(000-1)面構(gòu)成的刻面。另外，傾斜面的傾斜角度相對(duì)于與η 型GaN基板的主表面垂直的方向([1-10-1]方向)分別為光射出面?zhèn)染哂屑s34°、并且光反射面?zhèn)染哂屑s。另外，在上述第七實(shí)施方式中，對(duì)以相對(duì)于與η型GaN基板的主表面垂直的方向 ([11-2-2]方向)傾斜角度小的一側(cè)(角度θ 8 =約27° )的傾斜面235d和23 為光射出面23 側(cè)、并且在相對(duì)于[11-2-2]方向傾斜角度相對(duì)地比傾斜面235d和23 大的一側(cè)(角度θ 9 =約32° )的傾斜面235i和235j上形成有光反射面23 的例子進(jìn)行了表示，但本發(fā)明不局限于此，也可以構(gòu)成為以傾斜面235d和23 的一側(cè)的諧振器端面為光反射面，并且以傾斜面235i和235j側(cè)的諧振器端面為光射出面(使傾斜的角度關(guān)系和諧振器端面的關(guān)系與上述相反)。根據(jù)如此構(gòu)成，由于光射出面?zhèn)鹊膬A斜面按照比光反射側(cè)的傾斜面相對(duì)于η型GaN基板的主表面((11_2_2)面)更成銳角的方式而形成，因此能夠更大地形成從光射出面?zhèn)鹊摩切桶矊?5 (參照?qǐng)D25)向η型GaN基板271側(cè)散熱的路徑的截面積(圖25的區(qū)域S)。其結(jié)果是，能夠使激光器射出光的發(fā)熱更高效地向η型GaN基板 271側(cè)散熱。另外，在上述第七實(shí)施方式中，對(duì)按照在光反射面23恥(參照?qǐng)D40)的下部具有 (保留)傾斜面235g(蝕刻面)和235i (刻面)的方式而形成的例子進(jìn)行了表示，但本發(fā)明不局限于此，也可以按照光反射面23 到達(dá)η型GaN基板271的內(nèi)部的方式進(jìn)行形成光反射面23恥(參照?qǐng)D40)時(shí)的干式蝕刻。由此，能夠形成與上述第四實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體激光元件MO (參照?qǐng)D41)具有同樣的激光元件結(jié)構(gòu)的氮化物類半導(dǎo)體激光元件。另外，在上述第九實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片中，對(duì)在η型GaN基板的由a面 ((11-20)面)構(gòu)成的主表面上形成槽部321之后再使發(fā)光元件層312進(jìn)行結(jié)晶生長(zhǎng)的例子進(jìn)行了表示，但本發(fā)明不局限于此，也可以在例如m面((1-100)面)等η型GaN基板的與 (000士 1)面垂直的主表面上形成槽部(凹部)之后再形成發(fā)光元件層。另外，在上述第十實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片中，對(duì)利用了在基底層355上利用η 型GaN基板311和基底層355的晶格常數(shù)差而自發(fā)地形成裂紋40的工藝的例子進(jìn)行了表示，但本發(fā)明不局限于此，也可以與上述第三實(shí)施方式同樣，在η型GaN基板上的基底層上形成通過形成虛線狀的線痕而控制了裂紋的發(fā)生位置的裂紋。另外，在利用上述第十四和第十五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法而形成的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝中，對(duì)以半導(dǎo)體激光元件層402的(0001)端面為光射出面400乂450a)并且以(0001)端面為光反射面400M450b)的例子進(jìn)行了表示，但本發(fā)明不局限于此，也可以以(0001)端面為光射出面，并且以(0001)端面為光反射面。另外，在利用上述第十五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法而形成的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝中，對(duì)作為基底基板使用η型GaN基板451并且在η型GaN 基板451上形成有由AKiaN構(gòu)成的基底層422的例子進(jìn)行了表示，但本發(fā)明不局限于此，作為基底基板，也可以使用InGaN基板，并且也可以在InGaN基板上形成由GaN或AlGaN構(gòu)成的基底層。另外，在利用上述第十五實(shí)施方式的氮化物類半導(dǎo)體層的形成方法而形成的氮化物類半導(dǎo)體激光元件的制造工藝中，對(duì)利用了在基底層上利用η型GaN基板451和基底層 422的晶格常數(shù)差而自發(fā)地形成裂紋45的工藝的例子進(jìn)行了表示，但本發(fā)明不局限于此， 也可以在基底層422上將裂紋導(dǎo)入用的線痕形成為虛線狀。即使如此構(gòu)成，也能夠?qū)⒁蕴摼€狀的線痕為起點(diǎn)沿B方向延伸的裂紋導(dǎo)入。另外，即使在基底層422的B方向的兩端部 (與η型GaN基板451的端部對(duì)應(yīng)的區(qū)域)形成線痕，也能夠?qū)⒁詢啥瞬康木€痕為起點(diǎn)沿B 方向延伸的裂紋導(dǎo)入。
權(quán)利要求
1.一種氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管，其特征在于，包括 基板，其在主表面上形成有凹部；和氮化物類半導(dǎo)體層，其在所述主表面上具有發(fā)光層，并且包含以所述凹部的一內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)而形成的由(000-1)面構(gòu)成的第一側(cè)面、和夾著所述發(fā)光層在與所述第一側(cè)面相反側(cè)的區(qū)域以所述凹部的另一內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)而形成的第二側(cè)面。
2.如權(quán)利要求1所述的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管，其特征在于 所述一內(nèi)側(cè)面包含(000-1)面。
3.如權(quán)利要求1或2所述的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管，其特征在于 所述第一側(cè)面和所述第二側(cè)面由所述氮化物類半導(dǎo)體層的結(jié)晶生長(zhǎng)面構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管，其特征在于 所述第二側(cè)面由{A+B、A、-2A-B、2A+B}面構(gòu)成，其中，A彡0和B彡0，且A和B中至少一個(gè)是不為0的整數(shù)。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管，其特征在于 所述基板由氮化物類半導(dǎo)體構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管，其特征在于 至少所述第一側(cè)面和所述第二側(cè)面中的任一側(cè)面形成為相對(duì)于所述主表面成鈍角。
7.如權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管，其特征在于 所述基板包含基底基板和形成于所述基底基板上且由AWaN構(gòu)成的基底層， 設(shè)所述基底基板和所述基底層的晶格常數(shù)分別為C1和C2時(shí)，具有C1 > C2的關(guān)系，所述第一側(cè)面和所述第二側(cè)面分別以按照與所述基底層的(0001)面和所述主表面實(shí)質(zhì)上平行地延伸的方式形成的裂紋的內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)而形成。
8.一種氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，包括 在基板的主表面上形成凹部的工序；和形成氮化物類半導(dǎo)體層的工序，在所述主表面上，通過具有發(fā)光層并且包含以所述凹部的一內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)的由(000-1)面構(gòu)成的第一側(cè)面和在與所述第一側(cè)面相對(duì)的區(qū)域以所述凹部的另一內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)的第二側(cè)面而形成氮化物類半導(dǎo)體層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能抑制制造工藝復(fù)雜化且能抑制發(fā)光效率降低的氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管及其制造方法。該氮化物類半導(dǎo)體發(fā)光二極管包括基板，其在主表面上形成有凹部；和氮化物類半導(dǎo)體層，其在所述主表面上具有發(fā)光層，并且包含以所述凹部的一內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)而形成的由(000-1)面構(gòu)成的第一側(cè)面、和夾著所述發(fā)光層在與所述第一側(cè)面相反側(cè)的區(qū)域以所述凹部的另一內(nèi)側(cè)面為起點(diǎn)而形成的第二側(cè)面。
文檔編號(hào)H01S5/323GK102545055SQ20121007332
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者三宅泰人, 久納康光, 別所靖之, 廣山良治, 畑雅幸 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社