[发明专利]III族氮化物半导体激光器元件及III族氮化物半导体激光器元件的制作方法

说明书

技术领域

本发明系涉及一种III族氮化物半导体激光器元件及III族氮化物半导体激光器元件的制作方法。

背景技术

在非专利文献1中记载有在m面GaN基板上制作的激光二极管。激光二极管具有用于谐振器的2个解理端面。其中一个解理端面为+c面，另一解理端面为-c面。该激光二极管中，前侧端面(出射面)的电介质多层膜的反射率为70％，后侧端面的电介质多层膜的反射率为99％。

在非专利文献2中记载有在自m面向-c轴方向以1度的角度倾斜的GaN基板上制作的激光二极管。激光二极管具有用于谐振器的2个解理端面。其中一个解理端面为+c面，另一解理端面为-c面。该激光二极管中，前侧端面(出射面)的电介质多层膜的反射率为90％，后侧端面的电介质多层膜的反射率为95％。

在先技术文献

非专利文献

非专利文献1：APPLIED PHYSICS LETTERS 94，(2009)，071105。

非专利文献2：Applied Physics Express 2，(2009)，082102。

发明内容

发明要解决的问题

在氮化镓基板的半极性面上制作发光元件。在表现半极性的氮化镓面上，氮化镓的c轴相对于氮化镓基板的半极性面的法线倾斜。在使用了氮化镓的半极性面的半导体激光器的制作中，当使氮化镓的c轴沿半导体激光器的波导路的延伸方向倾斜时，可形成能用于谐振器的端面。在这些端面形成具有预期的反射率的电介质多层膜，从而形成谐振器。为了获得反射率互不相同的电介质多层膜，两端面上的电介质多层膜的厚度互不相同。激光自前侧的端面射出，因此前侧的端面的电介质多层膜的反射率小于后侧的端面的电介质多层膜的反射率。

根据发明人的实验，当如上所述制作若干半导体激光器时，这些半导体激光器的元件寿命有多种，元件寿命较长的原因及元件寿命较短的原因不明。发明人针对此点进行研究后发现，与用于谐振器的半导体端面的结晶取向及电介质多层膜层的厚度有关。

本发明的一个目的为提供一种元件寿命长的III族氮化物半导体激光器元件。此外，本发明的另一目的为提供一种元件寿命长的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法。

用于解决问题的技术手段

本发明的一个方式的III族氮化物半导体激光器元件，包括：(a)激光器构造体，其包括支撑基体及半导体区域，所述支撑基体具有由III族氮化物半导体构成的半极性主面，所述半导体区域设于上述支撑基体的上述半极性主面上；(b)第1及第2电介质多层膜，其分别设于上述半导体区域的第1及第2端面上，用于该氮化物半导体激光二极管的谐振器。上述半导体区域包括由第1导电型的氮化镓系半导体构成的第1包覆层、由第2导电型的氮化镓系半导体构成的第2包覆层、设于上述第1包覆层与上述第2包覆层之间的活性层，上述第1包覆层、上述第2包覆层及上述活性层沿上述半极性主面的法线轴排列，上述活性层含有氮化镓系半导体层，表示上述支撑基体的上述III族氮化物半导体的<0001>轴的方向的c+轴向量相对于表示上述法线轴的方向的法线向量而向上述III族氮化物半导体的m轴及a轴中的任一结晶轴的方向以45度以上80度以下及100度以上135度以下的范围的角度倾斜，上述第1及第2端面与由上述六方晶系III族氮化物半导体的上述结晶轴及上述法线轴规定的基准面交叉，上述c+轴向量与表示自上述第2端面朝向上述第1端面的方向的波导路向量成锐角，上述第2电介质多层膜的厚度比上述第1电介质多层膜的厚度薄。

根据该III族氮化物半导体激光器元件，c+轴向量与波导路向量成锐角，该波导路向量朝向自第2端面朝第1端面的方向。此外，第2端面的法线向量与c+轴向量所成的角比第1端面的法线向量与c+轴向量所成的角大。此时，第2端面上的第2电介质多层膜的厚度比第1端面上的第1电介质多层膜的厚度薄，因此，第2端面上的第2电介质多层膜成为前侧，激光自该前侧射出。第1端面上的第1电介质多层膜成为后侧，激光的大部分在该后侧受到反射。半极性面上的激光器元件中，当前侧的第2电介质多层膜的厚度比后侧的第1电介质多层膜的厚度薄时，因端面上的电介质多层膜引起的元件劣化减少，避免元件寿命的缩短。

本发明的一个方式的III族氮化物半导体激光器元件中优选，上述激光器构造体含有第1及第2面，上述第1面为上述第2面的相反侧的面，上述半导体区域位于上述第1面与上述支撑基体之间，上述第1及第2端面各自包含在自上述第1面的边缘延伸至上述第2面的边缘的切断面中。