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2014-06-11

III族氮化物半导体激光器元件、制作III族氮化物半导体激光器元件的方法及评估因形成刻划槽所致损伤的方法转让专利

申请号 : CN201080060965.X

文献号 : CN102696158B

文献日 :

基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 善积祐介 , 高木慎平 , 池上隆俊 , 上野昌纪 , 片山浩二

申请人 : 住友电气工业株式会社

摘要 :

本发明提供一种III族氮化物半导体激光器元件，其在六方晶系III族氮化物的c轴向m轴的方向倾斜的支撑基体的半极性面上，具有可实现低阈值电流的激光谐振器、并在用于该激光谐振器的元件端部具有可缩小芯片宽度的端部构造。激光器构造体(13)在一个切断面(27)上具有设于第1面(13a)的边缘(13c)的一部分的凹部(28、30)。凹部(28、30)各自包含残留在各个半导体元件上的刻划痕迹，这些半导体元件通过刻划槽所导引的切断而分离。凹部(28)具有位于第1面(13a)上的端部(28b)，而且凹部(30)具有位于第1面(13a)上的端部(30b)。第1凹部(28)的端部(28b)与激光条纹间的第1间隔(W1)，小于第2凹部(30)的端部(30b)与激光条纹间的第2间隔(W2)。

权利要求 :

1.一种III族氮化物半导体激光器元件，其包括：

激光器构造体，其包括由六方晶系III族氮化物半导体构成且具有半极性主面的支撑基体、及设于上述支撑基体的上述半极性主面上的半导体区域；及电极，其设于上述激光器构造体的上述半导体区域上，

上述半极性主面的法线轴与上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴所成的角度，处于45度以上80度以下或者100度以上135度以下的范围，上述半导体区域包括由第1导电型氮化镓系半导体构成的第1包覆层、由第2导电型氮化镓系半导体构成的第2包覆层、以及设于上述第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包覆层以及上述活性层沿上述半极性主面的法线轴而排列，上述活性层含有氮化镓系半导体层，上述支撑基体的上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴，相对于上述法线轴而向上述六方晶系III族氮化物半导体的m轴的方向以角度ALPHA倾斜，上述激光器构造体包含与m-n面交叉的第1以及第2切断面，该m-n面由上述六方晶系III族氮化物半导体的m轴以及上述法线轴所界定，该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器包含上述第1以及第2切断面，上述激光器构造体包含第1以及第2面，上述第1面为上述第2面的相反侧的面，上述第1以及第2切断面分别自上述第1面的边缘延伸至上述第2面的边缘，上述半导体区域位于上述第1面与上述支撑基体之间，上述激光器构造体含有在上述支撑基体的上述半极性主面上在波导轴的方向延伸的激光条纹，上述波导轴自上述第1以及第2切断面中的一方朝向另一方延伸，上述激光器构造体中，在上述第1切断面上具有在上述第1面的上述边缘的一部分设置的第1以及第2凹部，该第1以及第2凹部自上述激光器构造体的上述第1面延伸，该第

1以及第2凹部的底端与上述激光器构造体的上述第2面的边缘隔开，上述第1凹部具有设于上述第1面上的端部，并且上述第2凹部具有设于上述第1面上的端部，上述激光条纹与上述第1凹部的上述端部间的第1间隔，小于上述激光条纹与上述第

2凹部的上述端部间的第2间隔。

2.如权利要求1所述的III族氮化物半导体激光器元件，其中，上述第1以及第2凹部沿预定的a-n面而设置，该a-n面由上述六方晶系III族氮化物半导体的a轴以及上述法线轴所界定。

3.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件，其中，上述第1间隔为20微米以上，

上述第1间隔小于50微米。

4.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件，其中，上述第1间隔小于50微米，

上述第2间隔为50微米以上。

5.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件，其中，上述III族氮化物半导体激光器元件的宽度为200微米以下。

6.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件，其中，在上述第1以及第2切断面各自出现上述支撑基体的端面以及上述半导体区域的端面，上述半导体区域的上述活性层中的端面、与正交于由上述六方晶系氮化物半导体构成的支撑基体的m轴的基准面所成的角度，在由上述III族氮化物半导体的c轴以及m轴所界定的第1平面中成(ALPHA-5)度以上(ALPHA+5)度以下的范围的角度。

7.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件，其中，上述角度在与上述第1平面以及上述法线轴正交的第2平面中处于-5度以上+5度以下的范围。

8.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件，其中，上述法线轴与上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴所成的角度，处于63度以上80度以下或者100度以上117度以下的范围。

9.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件，其中，上述支撑基体的厚度为400μm以下。

10.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件，其中，上述支撑基体的厚度为50μm以上100μm以下。

11.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件，其中，来自上述活性层的激光向上述六方晶系III族氮化物半导体的a轴方向偏光。

12.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件，其中，该III族氮化物半导体激光器元件的LED模式下的光，包含上述六方晶系III族氮化物半导体的a轴方向上的偏光分量I1、以及将上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴投影至主面的方向上的偏光分量I2，上述偏光分量I1大于上述偏光分量I2。

13.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件，其中，上述半极性主面为自{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面、以及{10-1-1}面中的任一面在-4度以上+4度以下的范围倾斜的微倾斜面。

14.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件，其中，上述半极性主面为{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面、以及{10-1-1}面中的任一面。

15.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件，其中，上述支撑基体的

4 -1

堆垛层错密度为1×10cm 以下。

16.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件，其中，上述支撑基体由GaN、AlGaN、AlN、InGaN以及InAlGaN中的任一方构成。

17.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件，其中，还包括设于上述第1以及第2切断面中的至少任一面上的电介质多层膜。

18.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件，其中，上述活性层包含以发出波长为430nm以上、600nm以下的光的方式而设置的发光区域。

19.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件，其中，上述活性层包含以发出波长为500nm以上、600nm以下的光的方式而设置的量子阱构造。

20.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件，其中，上述激光器构造体还包含设于上述半导体区域上且具有开口的绝缘膜，上述电极经由上述绝缘膜的上述开口而连接于上述激光器构造体的上述半导体区域，上述第1间隔由上述绝缘膜的上述开口与上述第1凹部的上述端部间的间隔而界定，上述第2间隔由上述绝缘膜的上述开口与上述第2凹部的上述端部间的间隔而界定。

21.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件，其中，上述激光器构造体的上述半导体区域具有隆脊构造，

上述第1间隔由上述隆脊构造与上述第1凹部的上述端部间的间隔而界定，上述第2间隔由上述隆脊构造与上述第2凹部的上述端部间的间隔而界定。

22.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件，其中，上述第1凹部包含上述第1凹部的上述底端向上述第1凹部的上述端部倾斜的第1倾斜部，上述第2凹部包含上述第2凹部的上述底端向上述第2凹部的上述端部倾斜的第2倾斜部，上述第1倾斜部的长度比上述第2倾斜部的长度长。

23.一种制作III族氮化物半导体激光器元件的方法，其包括如下步骤：准备由六方晶系III族氮化物半导体构成且具有半极性主面的基板；

形成具有激光器构造体、阳极电极、以及阴极电极的基板产物，该激光器构造体含有形成于上述半极性主面上的半导体区域及上述基板；

在上述六方晶系III族氮化物半导体的a轴方向对上述基板产物的第1面进行刻划，形成第1以及第2刻划槽；以及通过对上述基板产物的第2面的挤压而进行上述基板产物的分离，形成另一基板产物及激光条，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面与上述基板之间，

上述激光条具有自上述第1面延伸至上述第2面且通过上述分离而形成的第1以及第

2端面，

上述第1以及第2端面构成该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器，上述阳极电极以及阴极电极形成于上述激光器构造体上，上述半导体区域包括由第1导电型氮化镓系半导体构成的第1包覆层、由第2导电型氮化镓系半导体构成的第2包覆层、以及设于上述第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包覆层以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，上述基板的上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴，相对于上述法线轴而向上述六方晶系III族氮化物半导体的m轴的方向以角度ALPHA倾斜，上述第1以及第2端面与m-n面交叉，该m-n面由上述六方晶系III族氮化物半导体的m轴以及上述法线轴所界定，上述角度ALPHA处于45度以上80度以下或者100度以上135度以下的范围，上述基板产物包含在上述半极性主面上延伸的激光条纹，上述激光条纹系在波导轴的方向延伸，上述波导轴自上述第1以及第2端面中的一方朝向另一方延伸，上述第1刻划槽、上述激光条纹中的一个、以及上述第2刻划槽依序排列在上述六方晶系III族氮化物半导体的a轴方向上，上述第1刻划槽具有设于上述第1面上的端部，并且上述第2刻划槽具有设于上述第

1面上的端部，

上述激光条纹与上述第1刻划槽的上述端部间的第1间隔，小于上述激光条纹与上述第2刻划槽的上述端部间的第2间隔，上述第1刻划槽的上述端部与上述第2刻划槽的上述端部间的间隔，小于上述III族氮化物半导体激光器元件的宽度。

24.如权利要求23所述的制作III族氮化物半导体激光器元件的方法，其中，上述第1以及第2刻划槽沿预定的a-n面而设置，该a-n面由上述六方晶系III族氮化物半导体的a轴以及上述法线轴所界定。

25.如权利要求23或24所述的制作III族氮化物半导体激光器元件的方法，其中，上述第1间隔为20微米以上，上述第1间隔小于50微米。

26.如权利要求23或24所述的制作III族氮化物半导体激光器元件的方法，其中，上述第1间隔小于50微米，上述第2间隔为50微米以上。

27.如权利要求23或24所述的制作III族氮化物半导体激光器元件的方法，其中，上述III族氮化物半导体激光器元件的宽度为200微米以下。

28.如权利要求23或24所述的制作III族氮化物半导体激光器元件的方法，其中，上述第1以及第2端面各自的上述活性层的端面，相对于与由上述六方晶系氮化物半导体构成的支撑基体的m轴正交的基准面，在由上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴以及m轴所界定的平面中成(ALPHA-5)度以上(ALPHA+5)度以下的范围的角度。

29.如权利要求23或24所述的制作III族氮化物半导体激光器元件的方法，其中，上述角度ALPHA处于63度以上80度以下或者100度以上117度以下的范围。

30.如权利要求23或24所述的制作III族氮化物半导体激光器元件的方法，其中，在形成上述基板产物的上述步骤中，上述基板受到切片或者研削的加工，以使上述基板的厚度成为400μm以下，上述第2面为通过上述加工而形成的加工面、或者包含形成于上述加工面上的电极的面。

31.如权利要求23或24所述的制作III族氮化物半导体激光器元件的方法，其中，在形成上述基板产物的上述步骤中，上述基板受到研磨以使上述基板的厚度成为

50μm以上100μm以下，

上述第2面为通过上述研磨而形成的研磨面、或者包含形成于上述研磨面上的电极的面。

32.如权利要求23或24所述的制作III族氮化物半导体激光器元件的方法，其中，上述刻划使用激光刻划器进行。

33.如权利要求23或24所述的制作III族氮化物半导体激光器元件的方法，其中，上述半极性主面为{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面、以及{10-1-1}面中的任一面。

34.如权利要求23或24所述的制作III族氮化物半导体激光器元件的方法，其中，上述激光器构造体还包含设于上述半导体区域上且具有开口的绝缘膜，上述电极经由上述绝缘膜的上述开口而连接于上述激光器构造体的上述半导体区域，上述第1间隔由上述绝缘膜的上述开口与上述第1刻划槽的上述端部间的间隔而界定，上述第2间隔由上述绝缘膜的上述开口与上述第2刻划槽的上述端部间的间隔而界定。

35.如权利要求23或24所述的制作III族氮化物半导体激光器元件的方法，其中，上述激光器构造体的上述半导体区域具有隆脊构造，上述第1间隔由上述隆脊构造与上述第1刻划槽的上述端部间的间隔而界定，上述第2间隔由上述隆脊构造与上述第2刻划槽的上述端部间的间隔而界定。

36.一种III族氮化物半导体激光器元件，其包括：

激光器构造体，其包括由六方晶系III族氮化物半导体构成且具有半极性主面及背面的支撑基体、以及设于上述支撑基体的上述半极性主面上的半导体区域；及电极，其设于上述激光器构造体的上述半导体区域上，上述半导体区域包含第1导电型包覆层、第2导电型包覆层、及设于上述第1包覆层与上述第2包覆层之间的活性层，且上述第1导电型包覆层、上述第2导电型包覆层及上述活性层沿上述半极性主面的法线轴排列，上述支撑基体的上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴，相对于上述法线轴而向上述六方晶系III族氮化物半导体的m轴的方向以角度ALPHA倾斜，上述角度ALPHA处于45度以上80度以下或者100度以上135度以下的范围，上述激光器构造体包含第1以及第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，上述激光器构造体中，在上述激光器构造体的端部具有分别设于上述第1面的边缘的一端及另一端的第1以及第2刻划痕迹，上述第1以及第2刻划痕迹沿由上述六方晶系III族氮化物半导体的a轴与上述法线轴所界定的a-n面而延伸，上述第1以及第2刻划痕迹自上述第1面延伸，上述激光器构造体的上述端部具有切断面，该切断面连接上述第1及第2刻划痕迹的边缘以及上述激光器构造体的上述第1及第2面的边缘，该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器包含上述切断面，上述激光器构造体含有在上述支撑基体的上述半极性主面上、在波导轴的方向延伸的激光条纹，上述第1刻划痕迹具有设于上述第1面上的端部，并且上述第2刻划痕迹具有设于上述第1面上的端部，上述激光条纹与上述第1刻划痕迹的上述端部间的第1间隔，小于上述激光条纹与上述第2刻划痕迹的上述端部间的第2间隔。

说明书 :

III族氮化物半导体激光器元件、制作III族氮化物半导体

激光器元件的方法及评估因形成刻划槽所致损伤的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种III族氮化物半导体激光器元件、制作III族氮化物半导体激光器元件的方法以及因形成刻划槽所致损伤的评估方法。

背景技术

[0002] 专利文献1中记载有一种激光器装置。若将自{0001}面向与[1-100]方向等价的方向以28.1度倾斜的面作为基板的主面，则2次解理面成为与主面及光谐振器面这两者垂直的{11-20}面，激光器装置成为长方体状。
[0003] 专利文献2中记载有一种氮化物半导体装置。对用于解理的基板的背面进行研磨，使总层厚薄膜化为100μm左右。将电介质多层膜堆积在解理面。
[0004] 专利文献3中记载有一种氮化物系化合物半导体元件。氮化物系化合物半导体元6 -2
件所使用的基板，由穿透位错密度为3×10cm 以下的氮化物系化合物半导体构成，穿透位错密度在面内大致均匀。
[0005] 专利文献4中记载有一种氮化物系半导体激光器元件。氮化物系半导体激光器元件中，如下所示形成解理面。对于以自半导体激光器元件层到达n型GaN基板的方式通过蚀刻加工而形成的凹部，避开n型GaN基板的谐振器面的蚀刻加工时所形成的凸部，同时使用激光刻划器，在与隆脊部的延伸方向正交的方向以虚线状(约40μm的间隔)形成刻划槽。而且，在刻划槽的位置将晶圆解理。此时，凸部等未形成刻划槽的区域以相邻的刻划槽为起点而被解理。结果，元件分离面分别形成为由n型GaN基板的(0001)面构成的解理面。
[0006] 专利文献5中记载有一种发光元件。根据发光元件，容易实现长波长的发光，而无损于发光层的发光效率。
[0007] 专利文献6中记载有一种半导体激光器。该半导体激光器中，在n型GaN基板、半导体层以及电流阻挡层上，形成有自GaN系半导体激光器芯片的上表面侧具有约20μm的深度且用于进行解理的解理导入用阶差。这些解理导入用阶差以半导体激光器的谐振器的长度而隔开。这些解理导入用阶差仅形成于与隆脊部的一侧为相反侧的区域。解理导入用阶差与隆脊部(光波导)间的间隔约为70μm以上。解理导入用阶差形成于与隆脊部12a(光波导)正交的方向。
[0008] 非专利文献1中记载有一种半导体激光器，其在半极性(10-11)面上将波导设于倾斜方向，而利用反应性离子蚀刻法形成镜面。
[0009] 在先技术文献
[0010] 专利文献
[0011] [专利文献1]日本专利特开2001-230497号公报
[0012] [专利文献2]日本专利特开2005-353690号公报
[0013] [专利文献3]日本专利特开2007-184353号公报
[0014] [专利文献4]日本专利特开2009-081336号公报
[0015] [专利文献5]日本专利特开2008-235804号公报
[0016] [专利文献6]日本专利特开2008-060555号公报
[0017] 非专利文献
[0018] [非专利文献1]Jpn.J.Appl.Phys.Vol.10(2007)L444

发明内容

[0019] 发明要解决的问题
[0020] 根据氮化镓系半导体的能带构造，存在若干可实现激光振荡的跃迁。根据发明人的观点，认为在使用c轴向m轴方向倾斜的半极性面的支撑基体的III族氮化物半导体激光器元件中，当使激光波导沿由c轴及m轴所界定的面延伸时，可降低阈值电流。该激光波导的方向下，其中的跃迁能量(导带能量与价带能量的差)最小的模式能实现激光振荡，当可实现该模式的振荡时，可降低阈值电流。
[0021] 然而，该激光波导的方向下，因谐振镜的缘故，无法利用c面、a面或者m面等现有的解理面。因此，为了制作谐振镜，使用反应性离子蚀刻(Reactive Ion Etching，RIE)而形成半导体层的干式蚀刻面。作为利用RIE法形成的谐振镜，期望在对于激光波导的垂直性、干式蚀刻面的平坦性或者离子损伤等方面进行改善。而且，当前的技术水平下用于获得良好的干式蚀刻面的工艺条件的导出成为较大的负担。
[0022] 据发明人所知，目前为止，在形成于上述半极性面上的III族氮化物半导体激光器元件中，在c轴的倾斜方向(OFF方向/偏离方向)延伸的激光波导及不使用干式蚀刻而形成的谐振镜用端面这两者均未实现。
[0023] 专利文献6中，形成用于解理的刻划槽，刻划槽与隆脊部间的间隔的最小值为70μm。另一方面，如本申请所述，在自六方晶系III族氮化物的c轴向m轴方向倾斜的基板的半极性面上制作的半导体激光器中，无法利用解理而制作用于谐振器的端面。该半导体激光器中，不仅要求可实现低阈值电流的激光谐振器，而且还要求在形成激光谐振器时不会使激光条纹上留下较大的损伤而缩小芯片宽度。本申请的申请人关于包含用于光谐振器的切断面的III族氮化物半导体激光器元件而进行专利申请(日本专利特愿2009-144442号)。
[0024] 本发明鉴于上述情况而研制。本发明的目的在于提供一种III族氮化物半导体激光器元件以及制作III族氮化物半导体激光器元件的方法，该III族氮化物半导体激光器元件在自六方晶系III族氮化物的c轴向m轴方向倾斜的支撑基体的半极性面上，具有可实现低阈值电流的激光谐振器、并在用于该激光谐振器的元件端部具有可缩小芯片宽度的端部构造。本发明的目的还在于提供一种对半导体激光器元件中因形成刻划槽所致损伤进行评估的方法。
[0025] 用于解决问题的手段
[0026] 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，其包括由六方晶系III族氮化物半导体构成且具有半极性主面的支撑基体、及设于上述支撑基体的上述半极性主面上的半导体区域；及(b)电极，其设于上述激光器构造体的上述半导体区域上。上述半导体区域包括由第1导电型氮化镓系半导体构成的第1包覆层、由第2导电型氮化镓系半导体构成的第2包覆层、以及设于上述第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包覆层以及上述活性层沿上述半极性主面的法线轴而排列，上述活性层含有氮化镓系半导体层，上述支撑基体的上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴，相对于上述法线轴而向上述六方晶系III族氮化物半导体的m轴的方向以有限的角度ALPHA倾斜，上述激光器构造体包含与m-n面交叉的第1以及第2切断面，该m-n面由上述六方晶系III族氮化物半导体的m轴以及上述法线轴所界定，该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器包含上述第1以及第2切断面，上述激光器构造体包含第
1以及第2面，上述第1面为上述第2面的相反侧的面，上述第1以及第2切断面自上述第
1面的边缘延伸至上述第2面的边缘。
[0027] 而且，III族氮化物半导体激光器元件中，上述法线轴与上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴所成的角度可处于45度以上80度以下或者100度以上135度以下的范围。
[0028] 进而，上述半导体区域位于上述第1面与上述基板之间，上述激光器构造体含有在上述支撑基体的上述半极性主面上在波导轴方向延伸的激光条纹。上述波导轴自上述第1以及第2切断面中的一方朝向另一方延伸。上述激光器构造体中，在上述第1切断面上具有设于上述第1面的上述边缘的一部分的第1以及第2凹部。该第1以及第2凹部自上述激光器构造体的上述第1面延伸。该第1以及第2凹部的底端与上述激光器构造体的上述第2面的边缘隔开。上述第1凹部具有位于上述第1面上的端部，并且上述第2凹部具有位于上述第1面上的端部。上述激光条纹与上述第1凹部的上述端部的第1间隔，小于上述激光条纹与上述第2凹部的上述端部的第2间隔。
[0029] 该III族氮化物半导体激光器元件中，在小于45度以及超过135度的角度内，通过挤压而形成的端面由m面构成的可能性升高。而且，在超过80度且小于100度的角度内，存在无法获得所需的平坦性以及垂直性的担忧。而且，能使激光条纹与第1凹部的端部间的第1间隔小于激光条纹与第2凹部的端部间的第2间隔，因此可缩小该激光器元件的元件宽度。
[0030] 根据该III族氮化物半导体激光器元件，成为激光谐振器的第1以及第2切断面，与由六方晶系III族氮化物半导体的m轴以及法线轴所界定的m-n面交叉，因此，可设置在m-n面与半极性面的交叉线的方向延伸的激光波导。因此，可提供具有能实现低阈值电流的激光谐振器的III族氮化物半导体激光器元件。
[0031] 本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，上述第1以及第2凹部可沿预定平面而设置，该预定平面由上述六方晶系III族氮化物半导体的a轴以及上述法线轴所界定。根据该III族氮化物半导体激光器元件，第1以及第2凹部各自包含通过切断而自刻划槽形成的刻划痕迹。刻划槽导引切断的行进，并且在切断时被分割而在各个激光条上成为刻划痕迹。第1以及第2凹部沿预定平面(参照为「a-n面」)而设置。
[0032] 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，其包括由六方晶系III族氮化物半导体构成且具有半极性主面及背面的支撑基体、以及设于上述支撑基体的上述半极性主面上的半导体区域；及(b)电极，其设于上述激光器构造体的上述半导体区域上。上述半导体区域包含第1导电型包覆层、第2导电型包覆层、及设于上述第1包覆层与上述第2包覆层之间的活性层，上述第1导电型包覆层、上述第2导电型包覆层及上述活性层沿上述半极性主面的法线轴而排列，上述支撑基体的上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴相对于上述法线轴而向上述六方晶系III族氮化物半导体的m轴的方向以角度ALPHA倾斜，上述角度ALPHA处于45度以上80度以下或者100度以上135度以下的范围，上述激光器构造体包含第1以及第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，上述激光器构造体中，在上述激光器构造体的端部具有分别设于上述第1面的边缘的一端及另一端的第1以及第2刻划痕迹，上述第1以及第2刻划痕迹沿由上述六方晶系III族氮化物半导体的a轴与上述法线轴所界定的a-n面而延伸，上述第1以及第2刻划痕迹自上述第1面延伸，上述激光器构造体的上述端部具有切断面，该切断面连接上述第1以及第2刻划痕迹的边缘以及上述激光器构造体的上述第1以及第2面的上述边缘，该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器包含上述切断面，上述激光器构造体中，在上述支撑基体的上述半极性主面上包含在波导轴的方向延伸的激光条纹，上述第1刻划痕迹具有设于上述第1面上的端部，并且上述第2刻划痕迹也具有设于上述第1面上的端部，上述激光条纹与上述第1刻划痕迹的上述端部的第1间隔小于上述激光条纹与上述第2刻划痕迹的上述端部的第2间隔。
[0033] 该III族氮化物半导体激光器元件中，在小于45度以及超过135度的角度内，通过挤压而形成的端面由m面构成的可能性升高。而且，在超过80度且小于100度的角度内，存在无法获得所需的平坦性以及垂直性的担忧。而且，第1以及第2刻划痕迹各自通过切断而自刻划槽形成，刻划槽导引切断的行进。进而，能使激光条纹与第1刻划痕迹的端部间的第1间隔小于激光条纹与第2刻划痕迹的端部间的第2间隔，因此可缩小该激光器元件的元件宽度。
[0034] 本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，上述第1间隔可为20微米以上。该III族氮化物半导体激光器元件中，可使凹部的端部靠近到与激光条纹相距20微米的位置。而且，上述第1间隔可小于50微米。该III族氮化物半导体激光器元件中，当第1间隔小于50微米时，可期待有助于缩小元件宽度。
[0035] 本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，上述第1间隔可小于50微米，上述第2间隔可为50微米以上。该III族氮化物半导体激光器元件中，第1间隔小于第2间隔，因此可缩小该激光器元件的元件宽度。
[0036] 而且，本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，上述III族氮化物半导体激光器元件的宽度可为200微米以下。根据该III族氮化物半导体激光器元件，可提供200微米以下的元件宽度。
[0037] 本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，更优选上述法线轴与上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴所成的角度处于63度以上80度以下或者100度以上117度以下的范围。
[0038] 该III族氮化物半导体激光器元件中，在63度以上80度以下或者100度以上117度以下的范围内，通过挤压而形成的端面获得接近垂直于基板主面的面的可能性升高。而且，在超过80度且小于100度的角度内，存在无法获得所需的平坦性以及垂直性的担忧。
[0039] 本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，上述支撑基体的厚度优选为400μm以下。该III族氮化物半导体激光器元件中，适于获得用于激光谐振器的优良的切断面。
[0040] 本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，上述支撑基体的厚度更优选为50μm以上100μm以下。若厚度为50μm以上，则操作变得容易，且生产合格率提高。若为
100μm以下，则适于获得用于激光谐振器的优良的切断面。
[0041] 本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，来自上述活性层的激光向上述六方晶系III族氮化物半导体的a轴方向偏光。该III族氮化物半导体激光器元件中，能实现低阈值电流的能带跃迁具有偏光性。
[0042] 本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，该III族氮化物半导体激光器元件的LED模式下的光，包含上述六方晶系III族氮化物半导体的a轴方向上的偏光分量I1、以及将上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴投影至主面的方向上的偏光分量I2，上述偏光分量I1大于上述偏光分量I2。根据该III族氮化物半导体激光器元件，使用激光谐振器可激光振荡LED模式下发光强度较大的模式的光。
[0043] 本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，上述半极性主面优选为{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面、以及{10-1-1}面中的任一方。
[0044] 根据该III族氮化物半导体激光器元件，这些典型的半极性面上，可提供具有能构成该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器的程度的充分的平坦性以及垂直性的第1以及第2端面。
[0045] 本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，作为上述半极性主面，自{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面、以及{10-1-1}面中的任一半极性面向m面方向具有-4度以上+4度以下的范围的微倾斜的面也适于作为上述主面。
[0046] 根据该III族氮化物半导体激光器元件，在自这些典型的半极性面的微倾斜面上，可提供具有能构成该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器的程度的充分的平坦性以及垂直性的第1以及第2端面。
[0047] 本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，上述支撑基体的堆垛层错密度优选4 -1
为1×10cm 以下。
[0048] 根据该III族氮化物半导体激光器元件，堆垛层错密度为1×104cm-1以下，因此，因偶发事件而损坏切断面的平坦性及/或垂直性的可能性较低。
[0049] 本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，上述支撑基体可由GaN、AlGaN、AlN、InGaN以及InAlGaN中的任一方构成。
[0050] 根据该III族氮化物半导体激光器元件，当使用包含由这些氮化镓系半导体构成的基板时，可获得能用作谐振器的第1以及第2端面。当使用AlN基板或者AlGaN基板时，可增大偏光度，且通过低折射率而强化光束缚。当使用InGaN基板时，可减小基板与发光层的晶格失配率，从而可提高结晶品质。
[0051] 本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，可还包括设于上述第1以及第2切断面中的至少任一方上的电介质多层膜。
[0052] 该III族氮化物半导体激光器元件中，可对断裂面也适用端面涂布。通过端面涂布，可调整反射率。
[0053] 本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，上述活性层可含有以产生波长为430nm以上600nm以下的光的方式而设置的量子阱构造。该III族氮化物半导体激光器元件，通过半极性面的利用可获得有效利用了LED模式的偏光的III族氮化物半导体激光器元件，从而可获得低阈值电流。
[0054] 本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，更优选上述活性层包含以产生波长为500nm以上600nm以下的光的方式而设置的量子阱构造。该III族氮化物半导体激光器元件，通过半极性面的利用，可减小压电电场且提高发光层区域的结晶质量，从而可提高量子效率，且适于产生波长为500nm以上600nm以下的光。
[0055] 本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，在上述第1以及第2切断面各自出现上述支撑基体的端面以及上述半导体区域的端面，上述半导体区域的上述活性层中的端面与正交于由上述六方晶系氮化物半导体构成的支撑基体的m轴的基准面所成的角度，在由上述III族氮化物半导体的c轴以及m轴所界定的第1平面中成(ALPHA-5)度以上(ALPHA+5)度以下的范围的角度。
[0056] 该III族氮化物半导体激光器元件中，具有关于自c轴以及m轴中的一方朝向另一方获取的角度而满足上述垂直性的端面。
[0057] 本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，上述角度优选在与上述第1平面以及上述法线轴正交的第2平面中处于-5度以上+5度以下的范围。
[0058] 该III族氮化物半导体激光器元件中，具有关于与半极性面的法线轴垂直的面上所界定的角度满足上述垂直性的端面。
[0059] 本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，上述电极在预定轴方向延伸，上述第1以及第2切断面与上述预定轴交叉。
[0060] 本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，上述激光器构造体可还包括设于上述半导体区域上且具有开口的绝缘膜。上述电极可经由上述绝缘膜的上述开口而连接于上述激光器构造体的上述半导体区域，上述第1间隔可由上述绝缘膜的上述开口与上述第1凹部的上述端部间的间隔而界定，上述第2间隔可由上述绝缘膜的上述开口与上述第2凹部的上述端部间的间隔而界定。根据该III族氮化物半导体激光器元件，第1以及第2间隔分别由绝缘膜的开口与第1以及第2凹部的端部间的间隔而界定。而且，本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，上述绝缘膜的上述开口可具有例如条纹形状。
[0061] 本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，上述激光器构造体的上述半导体区域可具有隆脊构造。上述第1间隔可由上述隆脊构造与上述第1凹部的上述端部间的间隔而界定，上述第2间隔可由上述隆脊构造与上述第2凹部的上述端部间的间隔而界定。根据该III族氮化物半导体激光器元件，第1以及第2间隔分别由隆脊构造与第1以及第2凹部的端部间的间隔而界定。
[0062] 本发明的III族氮化物半导体激光器元件中，优选上述第1凹部包含上述第1凹部的上述底缘向上述第1凹部的上述端部倾斜的倾斜部，上述第2凹部包含上述第2凹部的上述底缘向上述第2凹部的上述端部倾斜的倾斜部，上述第1凹部的上述倾斜部的第1长度比上述第2凹部的上述倾斜部的第2长度更长。根据该III族氮化物半导体激光器元件，以第1长度比第2长度更长的方式形成刻划槽，由此可减小第1凹部的端部附近的损伤对激光器动作的不良影响，第1凹部的端部附近的损伤比第2凹部的端部的损伤更大。
[0063] 本发明的另一个方式涉及制作III族氮化物半导体激光器元件的方法。该方法包括如下步骤：(a)准备由六方晶系III族氮化物半导体构成且具有半极性主面的基板；(b)形成具有激光器构造体、阳极电极、以及阴极电极的基板产物，该激光器构造体含有形成于上述半极性主面上的半导体区域及上述基板；(c)在上述六方晶系III族氮化物半导体的a轴的方向对上述基板产物的第1面进行刻划，从而形成第1以及第2刻划槽；及(d)通过对上述基板产物的第2面的挤压而进行上述基板产物的分离，形成另一基板产物及激光条。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面与上述基板之间，上述激光条具有自上述第1面延伸至上述第2面且通过上述分离而形成的第1以及第2端面，上述第1以及第2端面构成该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器，上述阳极电极以及阴极电极形成于上述激光器构造体上，上述半导体区域包括由第1导电型氮化镓系半导体构成的第1包覆层、由第2导电型氮化镓系半导体构成的第2包覆层、以及设于上述第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包覆层以及上述活性层沿上述半极性主面的法线轴而排列，上述活性层含有氮化镓系半导体层，上述基板的上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴，相对于上述法线轴而向上述六方晶系III族氮化物半导体的m轴的方向以有限的角度ALPHA倾斜，上述第1以及第2端面与由上述六方晶系III族氮化物半导体的m轴以及上述法线轴所界定的m-n面交叉。上述角度ALPHA处于45度以上80度以下或者100度以上135度以下的范围。
[0064] 该方法中，上述基板产物包含在上述半极性主面上延伸的激光条纹，上述激光条纹在波导轴的方向延伸，上述波导轴自上述第1以及第2端面中的一方朝向另一方延伸，上述第1刻划槽、上述激光条纹、以及上述第2刻划槽依序排列在上述六方晶系III族氮化物半导体的a轴方向上。上述第1刻划槽具有位于上述第1面上的端部，上述第2刻划槽具有位于上述第1面上的端部。上述激光条纹与上述第1刻划槽的上述端部间的第1间隔小于上述激光条纹与上述第2刻划槽的上述端部间的第2间隔，上述第1刻划槽的上述端部与上述第2刻划槽的上述端部间的间隔小于上述III族氮化物半导体激光器元件的宽度。
[0065] 根据该方法，在六方晶系III族氮化物半导体的a轴方向对基板产物的第1面进行刻划之后，通过对基板产物的第2面的挤压而进行基板产物的分离，形成另一基板产物以及激光条。因此，以与由六方晶系III族氮化物半导体的m轴以及法线轴所界定的m-n面交叉的方式，在激光条上形成第1以及第2端面。通过该端面形成，对第1以及第2端面可提供具有能构成该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器的程度的充分的平坦性、垂直性或者无离子损伤的谐振镜面。
[0066] 该方法中，激光波导在六方晶系III族氮化物的c轴的倾斜方向延伸，不使用干式蚀刻面而形成能提供该激光波导的谐振镜端面。而且，根据该方法，在小于45度以及超过135度的角度内，通过挤压而形成的端面包含m面的可能性升高。而且，在超过80度且小于
100度的角度内，无法获得所需的平坦性以及垂直性。
[0067] 该方法中，基板产物上，刻划槽以及激光条纹可在a轴方向交替地排列。在相邻的2个激光条纹之间形成有刻划槽。在刻划槽的附近，因刻划槽的形成而引起的损伤并未各向同性地形成。即，因刻划槽形成而引起的损伤区域非对称地形成于刻划槽附近。因此，刻划槽的一端附近的损伤区域的尺寸，小于刻划槽的另一端附近的损伤区域的尺寸。关注激光条纹的排列中的一个激光条纹，可使第1间隔(激光条纹与第1刻划槽的端部间的间隔)小于第2间隔(激光条纹与第2刻划槽的端部间的间隔)。因此，可缩小该激光器元件的元件宽度。
[0068] 本发明的方法中，上述第1间隔可为20微米以上。根据该方法，基板产物上，刻划槽的一端附近的损伤区域的尺寸小于刻划槽的另一端附近的损伤区域的尺寸。可使损伤区域的尺寸较小的刻划槽端以最小20微米的程度接近激光条纹。而且，本发明的方法中，上述第1间隔可小于50微米。根据该方法，可使损伤区域的尺寸较小的刻划槽端以最小50微米的程度接近激光条纹。
[0069] 本发明的方法中，上述第1间隔可小于50微米，上述第2间隔可为50微米以上。根据该方法，以第1间隔不小于第2间隔的方式形成相邻的刻划槽，因此可缩小该激光器元件的元件宽度。
[0070] 而且，本发明的方法中，上述III族氮化物半导体激光器元件的宽度可为200微米以下。根据该方法，可形成元件宽度为200微米以下的激光器元件。
[0071] 本发明的方法中，在形成上述基板产物的上述步骤中，上述基板可受到如切片或者研削的加工，以使上述基板的厚度成为400μm以下，上述第2面可为通过上述加工而形成的加工面。或者，可为包含形成于上述加工面上的电极的面。
[0072] 本发明的方法中，在形成上述基板产物的上述步骤中，上述基板可受到研磨以使上述基板的厚度成为50μm以上100μm以下，上述第2面可为通过上述研磨而形成的研磨面。或者，可为包含形成于上述研磨面上的电极的面。
[0073] 在如此的厚度的基板中，可以良好的合格率形成具有能构成该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器的程度的充分的平坦性、垂直性或者无离子损伤的第1以及第2端面。
[0074] 本发明的方法中，优选上述角度ALPHA处于63度以上80度以下以及100度以上117度以下的范围。在小于63度及超过117度的角度内，在通过挤压而形成的端面的一部分可能会出现m面。而且，在超过80度且小于100度的角度内，无法获得所需的平坦性以及垂直性。
[0075] 本发明的方法中，优选上述半极性主面为{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面、以及{10-1-1}面中的任一方。
[0076] 这些典型的半极性面中，也可提供具有能构成该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器的程度的充分的平坦性、垂直性或者无离子损伤的第1以及第2端面。
[0077] 本发明的方法中，作为上述半极性主面，自{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面、以及{10-1-1}面中的任一半极性面向m面方向具有-4度以上+4度以下的范围的微倾斜的面也适于作为上述主面。
[0078] 自这些典型的半极性面偏离的微倾斜面上，也可提供具有能构成该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器的程度的充分的平坦性、垂直性或者无离子损伤的第1以及第2端面。
[0079] 本发明的方法中，上述刻划使用激光刻划器进行，通过上述刻划而形成刻划槽，上述刻划槽的长度比由上述六方晶系III族氮化物半导体的a轴以及上述法线轴所界定的a-n面与上述第1面的交叉线的长度更短。
[0080] 根据该方法，通过基板产物的切断，形成另一基板产物以及激光条。该切断使用比激光条的切断线更短的刻划槽而产生。
[0081] 本发明的方法中，上述第1以及第2端面各自的上述活性层的端面，可相对于与由上述六方晶系氮化物半导体构成的支撑基体的m轴正交的基准面，在由上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴以及m轴所界定的平面成(ALPHA-5)度以上(ALPHA+5)度以下的范围的角度。
[0082] 根据该方法，可形成关于自c轴以及m轴中的一方朝向另一方获取的角度而具有上述垂直性的端面。
[0083] 本发明的方法中，上述基板可由GaN、AlN、AlGaN、InGaN以及InAlGaN中的任一方构成。根据该方法，当使用由这些氮化镓系半导体构成的基板时，可获得能用作谐振器的第1以及第2端面。
[0084] 本发明的方法中，上述激光器构造体可还包含具有开口且设于上述半导体区域上的绝缘膜。上述电极经由上述绝缘膜的上述开口而连接于上述激光器构造体的上述半导体区域，上述第1间隔可由上述绝缘膜的上述开口与上述第1刻划槽的上述端部间的间隔而界定。根据该方法，第1以及第2间隔分别由绝缘膜的开口与第1以及第2凹部的端部间的间隔而界定。电极经由绝缘膜的开口而与半导体区域接触。该接触对载流子自电极流至半导体区域的区域进行界定。该载流子在活性层再结合从而有助于发光。
[0085] 本发明的方法中，上述激光器构造体的上述半导体区域可具有隆脊构造，上述第1间隔可由上述隆脊构造与上述第1刻划槽的上述端部间的间隔而界定。根据该方法，第1以及第2间隔分别由隆脊构造与第1以及第2凹部的端部间的间隔而界定。自电极流至半导体区域的载流子系由隆脊构造导引。该隆脊构造系对载流子自电极流至半导体区域的范围进行界定。该载流子在活性层再结合从而有助在于发光。
[0086] 本发明的又一个方式涉及对因形成刻划槽所致损伤进行评估的方法。该方法包括如下步骤：(a)使用用于形成刻划槽的装置，在含有六方晶系III族氮化物半导体的半导体装置上形成槽；(b)形成上述槽之后，对于上述半导体装置，使用扫描型电子显微镜及阴极发光测定装置中的任一个，获得上述半导体装置的含有上述槽的区域的像；及(c)依据上述像，得出与上述槽附近的损伤的程度相关的预估。上述半导体装置包括由六方晶系III族氮化物半导体构成的基板、以及形成于该基板上的六方晶系III族氮化物半导体区域，或者包括由六方晶系III族氮化物半导体构成的基板。
[0087] 根据该方法，在使用扫描型电子显微镜以及阴极发光测定装置中的任一方而得的、槽附近区域的像中，对应于因刻划槽的形成而产生的损伤而出现差异。可基于扫描型电子显微镜或者阴极发光测定装置的像，关于槽的附近的损伤程度进行预估。
[0088] 而且，本发明的又一个方式中，可还包括依据上述预估而决定上述刻划槽的端部与半导体激光器的激光条纹的间隔的步骤。根据该方法，刻划槽与激光条纹间的间隔可基于刻划槽附近的损伤评估而决定。
[0089] 本发明的又一个方式涉及制作III族氮化物半导体激光器元件的方法。该方法包括如下步骤：(a)使用用于形成刻划槽的装置，在含有六方晶系III族氮化物半导体的半导体装置上形成槽；(b)形成上述槽之后，对于上述半导体装置，使用扫描型电子显微镜及阴极发光测定装置中的任一个，获得上述半导体装置的含有上述槽的区域的像；(c)依据上述像，得出与上述槽附近的损伤的程度相关的预估；(d)依据上述预估，形成用于III族氮化物半导体激光器元件的基板产物；(e)使用上述形成条件，在上述基板产物上形成刻划槽；及(f)在上述基板产物上形成上述刻划槽之后，通过对上述基板产物的挤压而进行上述基板产物的分离。上述半导体装置包括由六方晶系III族氮化物半导体构成的基板、以及形成于该基板上的六方晶系III族氮化物半导体区域，或者包括由六方晶系III族氮化物半导体构成的基板。
[0090] 根据该方法，可基于预估而在基板产物上形成刻划槽。因此，可基于评估而决定该形成条件下所形成的刻划槽的端部与半导体激光器的激光条纹间的间隔的最小值。
[0091] 本发明的又一个方式中，上述基板产物具有激光器构造体、阳极电极、以及阴极电极，该激光器构造体包括由六方晶系III族氮化物半导体构成的基板、及形成于该基板的半极性主面上的半导体区域。上述基板的上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴，可相对于上述法线轴而向上述六方晶系III族氮化物半导体的m轴的方向以角度ALPHA倾斜，上述角度ALPHA可处于45度以上80度以下或者100度以上135度以下的范围。
[0092] 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，其包括由六方晶系III族氮化物半导体构成且具有半极性主面及背面的支撑基体、以及设于上述支撑基体的上述半极性主面上的半导体区域；及(b)电极，其设于上述激光器构造体的上述半导体区域上。上述半导体区域包含第1导电型包覆层、第2导电型包覆层、及设于上述第1包覆层与上述第2包覆层之间的活性层，上述第1导电型包覆层、上述第2导电型包覆层及上述活性层沿上述半极性主面的法线轴而排列，上述支撑基体的上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴，相对于上述法线轴向上述六方晶系III族氮化物半导体的轴方向以角度ALPHA倾斜，上述角度ALPHA处于45度以上80度以下或者100度以上135度以下的范围，上述激光器构造体包含第1以及第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，上述激光器构造体中，在上述激光器构造体的端部具有分别设于上述第1面的边缘的一端及另一端的第1以及第2刻划痕迹，上述第1以及第2刻划痕迹自上述第1面延伸，上述激光器构造体的上述端部具有切断面，该切断面连接上述第1以及第2刻划痕迹的边缘以及上述激光器构造体的上述第1以及第2面的上述边缘，该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器包含上述切断面，上述第1以及第2刻划痕迹沿由上述六方晶系III族氮化物半导体的a轴以及上述法线轴所界定的预定平面延伸。
[0093] 根据该III族氮化物半导体激光器元件，第1以及第2刻划痕迹沿预定平面(参照为「a-n面」)而设置。这些刻划痕迹由刻划槽而形成。刻划槽导引切断的行进。因此，切断在a-n面的方向行进，从而形成切断面。而且，根据该III族氮化物半导体激光器元件，用于激光谐振器的切断面与由六方晶系III族氮化物半导体的m轴以及法线轴所界定的m-n面交叉，因此，可设置在m-n面与半极性面的交叉线的方向上延伸的激光波导。因此，可提供具有能实现低阈值电流的激光谐振器的III族氮化物半导体激光器元件。进而，该III族氮化物半导体激光器元件中，在小于45度以及超过135度的角度内，通过挤压而形成的端面由m面构成的可能性升高。而且，在超过80度且小于100度的角度内，存在无法获得所需的平坦性以及垂直性的担忧。因此，根据该III族氮化物半导体激光器元件，可提供在自六方晶系III族氮化物的c轴向m轴方向倾斜的支撑基体的半极性面上、具有能实现低阈值电流的激光谐振器的III族氮化物半导体激光器元件。
[0094] 本发明的上述目的以及其它目的、特征以及优点，可根据参照附图说明的本发明的优选实施方式的以下详细描述而容易地明确。
[0095] 发明效果
[0096] 如以上所说明，根据本发明，可提供一种III族氮化物半导体激光器元件，其在六方晶系III族氮化物的c轴向m轴方向倾斜的支撑基体的半极性面上，具有能实现低阈值电流的激光谐振器、并在用于该激光谐振器的元件端部具有可缩小芯片宽度的端部构造。而且，根据本发明，可提供制作III族氮化物半导体激光器元件的方法。进而，根据本发明，可提供对半导体激光器元件中因形成刻划槽所致损伤进行评估的方法。

附图说明

[0097] 图1是概略性地表示本实施方式的III族氮化物半导体激光器元件的构造的图。
[0098] 图2是表示III族氮化物半导体激光器元件的活性层的能带构造的图。
[0099] 图3是表示III族氮化物半导体激光器元件的活性层的发光的偏光的图。
[0100] 图4是表示III族氮化物半导体激光器元件的端面与活性层的m面的关系的图。
[0101] 图5是表示本实施方式的制作III族氮化物半导体激光器元件的方法的主要步骤的步骤流程图。
[0102] 图6是示意性地表示本实施方式的制作III族氮化物半导体激光器元件的方法的主要步骤的图。
[0103] 图7是表示晶格的{20-21}面、以及谐振器端面的扫描型电子显微镜像的图。
[0104] 图8是表示实施例1中所示的激光二极管的构造的图。
[0105] 图9是表示求得的偏光度ρ与阈值电流密度的关系的图。
[0106] 图10是表示GaN基板的c轴向m轴方向的倾斜角与振荡合格率的关系的图。
[0107] 图11是表示堆垛层错密度与振荡合格率的关系的图。
[0108] 图12是表示基板厚度与振荡合格率的关系的图。
[0109] 图13是表示表现出刻划槽附近的阴极发光(CL)像的一例的图。
[0110] 图14是表示表现出刻划槽附近的二次电子发射(SE)图像像的一例的图。
[0111] 图15是表示刻划槽的剖面的SE像(a)以及CL像(b)的图。
[0112] 图16是表示损伤的评估方法中的主要步骤的图。
[0113] 图17是表示用于获得200μm、150μm、100μm的芯片宽度的刻划槽形成以及实验中使用的尺寸的一览的图。
[0114] 图18是表示刻划槽SG、激光条纹LS的配置的图。
[0115] 图19是概略性地表示具有增益导引构造的半导体激光器的实施例的图。
[0116] 图20是概略性地表示具有隆脊构造的折射率导引激光器的实施例的图。
[0117] 图21是表示振荡合格率的波导与刻划槽间的间隔依存性的图。
[0118] 图22是表示(20-21)面与另一面取向(指数)所成的角度的图。
[0119] 图23是表示(20-21)面、(-101-6)面以及(-1016)面的原子配置的图。
[0120] 图24是表示(20-21)面、(-101-7)面以及(-1017)面的原子配置的图。
[0121] 图25是表示(20-21)面、(-101-8)面以及(-1018)面的原子配置的图。
[0122] 符号说明
[0123] 11 III族氮化物半导体激光器元件
[0124] 13 激光器构造体
[0125] 13a 第1面
[0126] 13b 第2面
[0127] 13c、13d 边缘
[0128] 15 电极
[0129] 17 支撑基体
[0130] 17a 半极性主面
[0131] 17b 支撑基体背面
[0132] 17c 支撑基体端面
[0133] 19 半导体区域
[0134] 19a 半导体区域表面
[0135] 19c 半导体区域端面
[0136] 21 第1包覆层
[0137] 23 第2包覆层
[0138] 25 活性层
[0139] 25a 阱层
[0140] 25b 势垒层
[0141] 凹部(刻划痕迹)28、30、32、34、27、29 切断面
[0142] ALPHA 角度
[0143] Sc c面
[0144] NX 法线轴
[0145] 31 绝缘膜
[0146] 31a 绝缘膜开口
[0147] 35 n侧导光层
[0148] 37 p侧导光层
[0149] 39 载流子阻挡层
[0150] 41 电极
[0151] 43a、43b 电介质多层膜
[0152] MA m轴向量
[0153] BETA 角度
[0154] DSUB 支撑基体厚度
[0155] 51 基板
[0156] 51a 半极性主面
[0157] SP 基板产物
[0158] 57 氮化镓系半导体区域
[0159] 59 发光层
[0160] 61 氮化镓系半导体区域
[0161] 53 半导体区域
[0162] 54 绝缘膜
[0163] 54a 绝缘膜开口
[0164] 55 激光器构造体
[0165] 58a 阳极电极
[0166] 58b 阴极电极
[0167] 63a 第1面
[0168] 63b 第2面
[0169] 10a 激光刻划器
[0170] 65a 刻划槽
[0171] 65b 刻划槽
[0172] LB 激光束
[0173] SP1 基板产物
[0174] LB1 激光条
[0175] 69 刮刀
[0176] 69a 边缘
[0177] 69b、69c 刮刀面
[0178] 70 支撑装置
[0179] 70a 支撑面
[0180] 70b 凹部

具体实施方式

[0181] 本发明的观点可通过参照作为例示所示的附图且考虑到以下的详细描述而容易地理解。接着，参照附图，对本发明的III族氮化物半导体激光器元件及制作III族氮化物半导体激光器元件的方法的实施方式进行说明。可能的情况下，对于相同的部分标注相同的符号。
[0182] 图1是概略性地表示本实施方式的III族氮化物半导体激光器元件的构造的图。III族氮化物半导体激光器元件11具有增益导引型构造，但本发明的实施方式并不限定于增益导引型构造。III族氮化物半导体激光器元件11具有激光器构造体13以及电极15。
激光器构造体13包含支撑基体17以及半导体区域19。支撑基体17由六方晶系III族氮化物半导体构成，且具有半极性主面17a以及背面17b。半导体区域19设置在支撑基体17的半极性主面17a上。电极15设置在激光器构造体13的半导体区域19上。半导体区域
19包含第1包覆层21、第2包覆层23、及活性层25。第1包覆层21由第1导电型氮化镓系半导体构成，例如由n型AlGaN、n型InAlGaN等构成。第2包覆层23由第2导电型氮化镓系半导体构成，例如由p型AlGaN、p型InAlGaN等构成。活性层25设置在第1包覆层21与第2包覆层23之间。活性层25包含氮化镓系半导体层，该氮化镓系半导体层例如为阱层25a。活性层25包含由氮化镓系半导体构成的势垒层25b，阱层25a以及势垒层25b交替地排列。阱层25a由例如InGaN等构成，势垒层25b由例如GaN、InGaN等构成。活性层
25可含有以产生波长为430nm以上600nm以下的光的方式而设置的量子阱构造。半极性面的利用有利于产生波长为500nm以上(绿色)600nm以下的光。光波导的光的横向展宽与导引的光的波长相关。本实施方式的间隔W1、W2可良好地适用于上述波长范围内。第1包覆层21、第2包覆层23以及活性层25沿半极性主面17a的法线轴NX而排列。III族氮化物半导体激光器元件11中，激光器构造体13包含与m-n面交叉的第1切断面27以及第2切断面29，该m-n面由六方晶系III族氮化物半导体的m轴以及法线轴NX界定。
[0183] 参照图1可知，描绘有直角坐标系S以及结晶坐标系CR。法线轴NX朝向直角坐标系S的Z轴方向。半极性主面17a平行于由直角坐标系S的X轴以及Y轴所界定的预定平面而延伸。而且，图1中描绘有代表性的c面Sc。支撑基体17的六方晶系III族氮化物半导体的c轴，相对于法线轴NX向六方晶系III族氮化物半导体的m轴方向以有限的角度ALPHA倾斜。
[0184] III族氮化物半导体激光器元件11还包括绝缘膜31。绝缘膜31覆盖激光器构造体13的半导体区域19的表面19a，半导体区域19位于绝缘膜31与支撑基体17之间。支撑基体17由六方晶系III族氮化物半导体构成。绝缘膜31具有开口31a，开口31a在半导体区域19的表面19a与上述m-n面的交叉线LIX的方向延伸，成为例如条纹形状。电极15经由开口31a而与半导体区域19的表面19a(例如第2导电型接触层33)接触，且在上述交叉线LIX的方向延伸。III族氮化物半导体激光器元件11中，激光波导包含第1包覆层21、第2包覆层23以及活性层25，而且在上述交叉线LIX的方向延伸。例如，增益导引型激光器中，绝缘膜31的开口31a具有例如条纹形状，激光波导的方向朝向该条纹开口的延伸方向。而且，隆脊型激光器中，激光器构造体13的半导体区域19具有隆脊构造，激光波导的方向朝向该隆脊构造的延伸方向。波导向量LGV表示激光波导的方向。
[0185] III族氮化物半导体激光器元件11中，第1切断面27以及第2切断面29与由六方晶系III族氮化物半导体的m轴以及法线轴NX所界定的m-n面交叉。III族氮化物半导体激光器元件11的激光谐振器包含第1以及第2切断面27、29，激光波导自第1切断面27以及第2切断面29中的一方朝向另一方延伸。激光器构造体13包含第1面13a以及第2面13b，第1面13a为第2面13b的相反侧的面。第1以及第2切断面27、29自第1面13a的边缘13c延伸至第2面13b的边缘13d。第1以及第2切断面27、29与c面、m面或者a面等目前为止的解理面不同。半导体区域17位于第1面13a与支撑基体17(或者基板)之间。激光器构造体13包含在支撑基体17的半极性主面17a上在波导轴的方向延伸的激光条纹。波导轴自第1以及第2切断面27、29中的一方朝向另一方延伸。波导轴朝向波导向量LGV的方向，该波导向量LGV自第1切断面27向第2切断面29的方向延伸。
[0186] 根据该III族氮化物半导体激光器元件11，构成激光谐振器的第1以及第2切断面27、29与m-n面交叉。因此，可设置在m-n面与半极性面17a的交叉线的方向延伸的激光波导。因此，III族氮化物半导体激光器元件11具有能实现低阈值电流的激光谐振器。
[0187] 激光器构造体13在切断面(后续说明中参照「第1切断面27」)上具有在第1面13a的边缘13c的一部分设置的第1以及第2凹部28、30。第1以及第2凹部28、30分别包含残留在各个半导体元件上的第1以及第2刻划痕迹，这些半导体元件通过刻划槽所导引的切断而分离。该第1以及第2凹部28、30自激光器构造体13的第1面13a延伸。第
1以及第2凹部28、30的底端28a、30a与激光器构造体的第2面13b的边缘13d隔开。第
1凹部28具有位于第1面13a上的端部28b，而且第2凹部30具有位于第1面13a上的端部30b。第1凹部28的端部28b与激光条纹间的第1间隔W1，小于第2凹部30的端部30b与激光条纹间的第2间隔W2。
[0188] 激光器构造体13包含一端部14a、另一端部14b、以及中间部14c，中间部14c设于一端部14a与另一端部14b之间。在激光器构造体13的一例中，第1以及第2刻划痕迹分别设于端部14a上的第1面13a的边缘的一端以及另一端。第1以及第2刻划痕迹沿由六方晶系III族氮化物半导体的a轴与法线轴NX所界定的a-n面延伸。本实施例中，在自第1面13a、即外延面朝向支撑基体17的背面17b的方向延伸。在激光器构造体13的端部14a，切断面27形成为连接第1及第2刻划痕迹的边缘28e、30e与激光器构造体13的第1及第2面13a、13b的边缘13c、13d。因此，该III族氮化物半导体激光器元件11的激光谐振器包含切断面27，激光器构造体13中，在支撑基体17的半极性主面17a上在波导向量LGV的方向延伸的激光条纹，设于端部14a上的第1以及第2刻划痕迹之间。关于第1刻划痕迹的端部与激光条纹间的间隔，本实施例中，与为了第1凹部28的端部28b而界定的参照符号W1所示的间隔相对应。而且，关于第2刻划痕迹的端部与激光条纹间的间隔，本实施例中，与为了第2凹部30的端部30b而界定的参照符号W2所示的间隔相对应。第1以及第2刻划痕迹各自通过切断而自刻划槽形成，刻划槽导引切断的行进。进而，能使激光条纹与第1刻划痕迹的端部间的第1间隔小于激光条纹与第2刻划痕迹的端部间的第2间隔，因此可缩小该激光器元件的元件宽度WD。
[0189] III族氮化物半导体激光器元件11中，第1间隔W1可为20微米以上。该III族氮化物半导体激光器元件中，可使凹部28的端部28b靠近到距离激光条纹20微米的位置。而且，第1间隔W1可小于50微米。该III族氮化物半导体激光器元件11中，为了缩小元件宽度，优选第1间隔W1小于50微米。而且，第1间隔W1也可小于70微米。
[0190] III族氮化物半导体激光器元件11中，第1间隔W1可小于50微米，第2间隔W2可为50微米以上。该III族氮化物半导体激光器元件11中，第1间隔W1可小于第2间隔W2，因此，可缩小该激光器元件的元件宽度WD。
[0191] 而且，III族氮化物半导体激光器元件11的宽度WD可为200微米以下。可对III族氮化物半导体激光器元件11提供200微米以下的元件宽度。
[0192] III族氮化物半导体激光器元件11中，第1凹部28包含该凹部28的底部28a向端部28b倾斜的倾斜部28c，倾斜部28c中，刻划槽的深度例如向Y轴的正方向变浅。第1凹部28可包含具有比倾斜部28c的倾斜度更小的倾斜度而实质上平坦的平坦部28d，平坦部28d相邻于倾斜部28c。而且，第2凹部30包含该凹部30的底缘30a向端部30b倾斜的倾斜部30c，倾斜部30c中，刻划槽的深度例如向Y轴的正方向变深。第2凹部30可包含具有比倾斜部30c的倾斜度更小的倾斜度而实质上平坦的平坦部30d，平坦部30d相邻于该倾斜部30c。第1凹部28的倾斜部28c的倾斜方向与第2凹部30的倾斜部30c的倾斜方向相反。优选第1凹部28的倾斜部28c的第1长度LS1比第2凹部30的倾斜部30c的第2长度LS2更长。根据该III族氮化物半导体激光器元件11，以使第1长度LS1比第2长度LS2更长的方式形成刻划槽，由此可减小第1凹部28的端部28b附近的损伤对激光器动作造成的不良影响，该第1凹部28的端部28b附近的损伤大于第2凹部30的端部30b的损伤。而且，例如，第2凹部30的平坦部30c的第2长度LP2可为第1凹部28的平坦部28d的第1长度LP1以上。
[0193] 目前为止的说明中，已对切断面27的凹部28、30进行说明。III族氮化物半导体激光器元件11中，可在端部14b包含切断面29，切断面29可包含凹部32、34。凹部32、34分别可具有与凹部28、30相同的形成以及尺寸，但并不限定于此。
[0194] 电极15经由绝缘膜31的开口31a而与激光器构造体13的半导体区域17连接。当III族氮化物半导体激光器元件11具有增益导引构造时，可将第1间隔W1界定为绝缘膜31的开口31a与第1凹部28的端部28b间的间隔，可将第2间隔W2界定为绝缘膜31的开口31a与第2凹部30的端部30b间的间隔。根据该III族氮化物半导体激光器元件
11，第1以及第2间隔W1、W2分别由绝缘膜31的开口31a与第1以及第2凹部28、31的端部28b、30b间的间隔界定。而且，开口31可具有例如条纹形状。
[0195] 或者，当激光器构造体13的半导体区域13具有隆脊构造时，可将第1间隔W1界定为隆脊构造与第1凹部28的端部28b间的间隔，可将第2间隔W2界定为隆脊构造与第2凹部30的端部30b间的间隔。
[0196] III族氮化物半导体激光器元件11包含n侧导光层35以及p侧导光层37。n侧导光层35包含第1部分35a以及第2部分35b，n侧导光层35由例如GaN、InGaN等构成。p侧导光层37包含第1部分37a以及第2部分37b，p侧导光层37由例如GaN、InGaN等构成。载流子阻挡层39设置在例如第1部分37a与第2部分37b之间。在支撑基体17的背面17b设有另一电极41，电极41覆盖例如支撑基体17的背面17b。
[0197] 图2是表示III族氮化物半导体激光器元件的活性层的能带构造的图。图3是表示III族氮化物半导体激光器元件11的活性层25的发光的偏光的图。图4是示意性表示由c轴以及m轴所界定的剖面的图。参照图2的(a)部可知，在能带构造BAND的Γ点附近，导带与价带之间可能的跃迁有3个。A能带以及B能带具有比较小的能量差。由导带与A能带的跃迁Ea而产生的发光向a轴方向偏光，由导带与B能带的跃迁Eb而产生的发光向将c轴投影至主面的方向偏光。关于激光振荡，跃迁Ea的阈值小于跃迁Eb的阈值。
[0198] 参照图2的(b)部可知，表示有III族氮化物半导体激光器元件11的LED模式下的光的光谱。LED模式下的光包含六方晶系III族氮化物半导体的a轴方向的偏光分量I1、及将六方晶系III族氮化物半导体的c轴投影至主面的方向的偏光分量I2，偏光分量I1大于偏光分量I2。偏光度ρ由(I1-I2)/(I1+I2)界定。使用该III族氮化物半导体激光器元件11的激光谐振器，可激光振荡LED模式下发光强度较大的模式的光。
[0199] 如图3所示，可还包括设置在第1以及第2切断面27、29中的至少一方、或者两者上的电介质多层膜43a、43b。断裂面27、29均可适用端面涂布。通过端面涂布，可调整反射率。
[0200] 如图3的(b)部所示，来自活性层25的激光L向六方晶系III族氮化物半导体的a轴方向偏光。该III族氮化物半导体激光器元件11中，能实现低阈值电流的能带跃迁具有偏光性。用于激光谐振器的第1以及第2切断面27、29，与c面、m面或者a面等目前为止的解理面不同。然而，第1以及第2切断面27、29具有用于谐振器的、作为镜面的平坦性、垂直性。因此，使用第1以及第2切断面27、29及在这些切断面27、29间延伸的激光波导，如图3的(b)部所示，利用跃迁Ea的发光可实现低阈值的激光振荡，该跃迁Ea的发光比向将c轴投影至主面的方向偏光的跃迁Eb的发光更强。
[0201] III族氮化物半导体激光器元件11中，第1以及第2切断面27、29各自呈现支撑基体17的端面17c以及半导体区域19的端面19c，端面17c以及端面19c被电介质多层膜43a覆盖。支撑基体17的端面17c以及活性层25的端面25c的法线向量NA与活性层25的m轴向量MA所成的角度BETA由分量(BETA)1及分量(BETA)2而界定，该分量(BETA)1界定在由III族氮化物半导体的c轴以及m轴所界定的第1平面S1上，该分量(BETA)2界定在与第1平面S1(为了便于理解而未图示，但参照为「S1」)以及法线轴NX正交的第2平面S2(为了便于理解而未图示，但参照为「S2」)上。分量(BETA)1优选在由III族氮化物半导体的c轴以及m轴所界定的第1平面S1中位于(ALPHA-5)度以上(ALPHA+5)度以下的范围。该角度范围在图4中表示为代表性的m面SM与参照面FA所成的角度。为了便于理解，图4中，代表性的m面SM自激光器构造体的内侧跨及外侧而描绘。参照面FA沿活性层
25的端面25c延伸。该III族氮化物半导体激光器元件11具有关于自c轴以及m轴中的一方朝向另一方获取的角度BETA而满足上述垂直性的端面。而且，优选分量(BETA)2在第
2 2 2
2平面S2处于-5度以上+5度以下的范围。此处，BETA ＝(BETA)1+(BETA)2。此时，III族氮化物半导体激光器元件11的端面27、29关于与半极性面17a的法线轴NX垂直的面上所界定的角度而满足上述垂直性。
[0202] 再次参照图1可知，III族氮化物半导体激光器元件11中，优选支撑基体17的厚度DSUB为400μm以下。该III族氮化物半导体激光器元件中，适于获得用于激光谐振器的优良的切断面。III族氮化物半导体激光器元件11中，更优选支撑基体17的厚度DSUB为50μm以上100μm以下。该III族氮化物半导体激光器元件11中，更适于获得用于激光谐振器的优良的切断面。而且，操作变得容易，从而可提高生产合格率。
[0203] III族氮化物半导体激光器元件11中，法线轴NX与六方晶系III族氮化物半导体的c轴所成的角度ALPHA优选为45度以上，且优选为80度以下。而且，角度ALPHA优选为100度以上，且优选为135度以下。在小于45度以及超过135度的角度内，通过挤压而形成的端面由m面构成的可能性升高。而且，在超过80度且小于100度的角度内，存在无法获得所需的平坦性以及垂直性的担忧。
[0204] III族氮化物半导体激光器元件11中，更优选法线轴NX与六方晶系III族氮化物半导体的c轴所成的角度ALPHA为63度以上，且优选为80度以下。而且，角度ALPHA优选为100度以上，且优选为117度以下。在小于63度以及超过117度的角度内，通过挤压而形成的端面的一部分可能会出现m面。而且，在超过80度且小于100度的角度内，存在无法获得所需的平坦性以及垂直性的担忧。
[0205] 半极性主面17a可为{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面、以及{10-1-1}面中的任一方。进而，自这些面在-4度以上+4度以下的范围微倾斜的面也适于作为上述主面。这些典型的半极性面17a上，可提供具有能构成该III族氮化物半导体激光器元件11的激光谐振器的程度的充分的平坦性以及垂直性的第1以及第2端面27、29。而且，在跨及这些典型的面取向的角度的范围内，可获得具有充分的平坦性以及垂直性的端面。
[0206] III族氮化物半导体激光器元件11中，支撑基体17的堆垛层错密度可为4 -1 4 -1
1×10cm 以下。因堆垛层错密度为1×10cm 以下，因此，因偶发事件而损坏切断面的平坦性及/或垂直性的可能性较低。而且，支撑基体17可由GaN、AlN、AlGaN、InGaN以及InAlGaN中的任一方构成。当使用由这些氮化镓系半导体构成的基板时，可获得能用作谐振器的端面27、29。当使用AlN或者AlGaN基板时，可增大偏光度，且通过低折射率可强化光束缚。当使用InGaN基板时，可减小基板与发光层的晶格失配率，从而可提高结晶品质。
[0207] 图5是表示本实施方式的制作III族氮化物半导体激光器元件的方法的主要步骤的图。参照图6的(a)部可知，表示有基板51。步骤S 101中，准备用于制作III族氮化物半导体激光器元件的基板51。基板51的六方晶系III族氮化物半导体的c轴(向量VC)，相对于法线轴NX而向六方晶系III族氮化物半导体的m轴方向(向量VM)以有限的角度ALPHA倾斜。因此，基板51具有由六方晶系III族氮化物半导体构成的半极性主面51a。
[0208] 步骤S102中，形成基板产物SP。图6的(a)部中，基板产物SP描绘成大致圆板形的构件，但基板产物SP的形状并不限定于此。为了获得基板产物SP，首先，在步骤S103中形成激光器构造体55。激光器构造体55包含半导体区域53以及基板51，步骤S103中，半导体区域53形成于半极性主面51a上。为了形成半导体区域53，在半极性主面51a上依序生长第1导电型氮化镓系半导体区域57、发光层59、以及第2导电型氮化镓系半导体区域61。氮化镓系半导体区域57可包含例如n型包覆层，氮化镓系半导体区域61可包含例如p型包覆层。发光层59设于氮化镓系半导体区域57与氮化镓系半导体区域61之间，而且，可包含活性层、导光层以及电子阻挡层等。氮化镓系半导体区域57、发光层59、以及第2导电型氮化镓系半导体区域61沿半极性主面51a的法线轴NX而排列。这些半导体层被外延生长。半导体区域53上被绝缘膜54覆盖。绝缘膜54包含例如硅氧化物。绝缘膜54具有开口54a。开口54a形成为例如条纹形状。
[0209] 步骤S104中，在激光器构造体55上形成阳极电极58a以及阴极电极58b。而且，在基板51的背面形成电极之前，对结晶生长中使用的基板的背面进行研磨，从而形成所需的厚度DSUB的基板产物SP。形成电极时，例如使阳极电极58a形成于半导体区域53上，且使阴极电极58b形成于基板51的背面(研磨面)51b上。阳极电极58a在X轴方向延伸，阴极电极58b覆盖整个背面51b。通过这些步骤，形成基板产物SP。基板产物SP包含第1面63a、及位于其相反侧的第2面63b。半导体区域53位于第1面63a与基板51之间。
[0210] 步骤S105中，如图6的(b)部所示，对基板产物SP的第1面63a进行刻划。该刻划使用激光刻划器10a进行。例如在Y轴的正方向，通过刻划而形成刻划槽65a。图6的(b)部中，已形成有5个刻划槽，使用激光束LB形成刻划槽65b。刻划槽65a的长度，比由六方晶系III族氮化物半导体的a轴以及法线轴NX所界定的a-n面与第1面63a的交叉线AIS的长度更短，对交叉线AIS的一部分照射激光束LB。通过激光束LB的照射，使第1面63a上形成在特定的方向延伸且到达半导体区域的槽。刻划槽65a可形成于例如基板产物SP的一个边缘。一实施例中，沿交叉线AIS扫描激光束LB，从而形成刻划槽的排列。
[0211] 具体而言，沿在六方晶系III族氮化物半导体的a轴方向(例如Y轴的正方向)延伸的切断线，对基板产物SP的第1面63a进行刻划，形成第1以及第2刻划槽64a、64b。进行刻划时，激光束在Y轴的正方向扫描。因此，当形成有第1刻划槽64a之后，形成第2刻划槽64b。参照图6的(b)部，表示有在波导轴方向(X轴方向)延伸的激光条纹。第1刻划槽64a、激光条纹LS、以及第2刻划槽64b，依序排列在六方晶系III族氮化物半导体的a轴方向。本实施例中，激光条纹LS可由例如绝缘膜54的开口54a而界定。第1刻划槽64a具有设于第1面63a上的端部66a，第2刻划槽64b具有设于第1面63a上的端部
66b。激光条纹LS与第1刻划槽64a的端部66a间的第1间隔W1小于激光条纹LS与第2刻划槽64b的端部66b间的第2间隔W2。第1以及第2刻划槽64a、64b相邻，第1刻划槽
64a的端部66a与第2刻划槽64b的端部66b间的间隔小于III族氮化物半导体激光器元件的宽度。第1刻划槽64a的端部66a为例如刻划形成时的末端，第2刻划槽64b的端部
66b为例如刻划形成时的开始端。为了获得将刻划槽(或者刻划痕迹)的延伸方向以深度方向记载的切断面，刻划槽间隔(或者刻划痕迹间隔)优选为40μm以上800μm以下。
[0212] 第1间隔W1可为20微米以上。基板产物SP上，刻划槽64a的一端66a附近的损伤区域的尺寸小于刻划槽64b的另一端66b附近的损伤区域的尺寸。可使损伤区域尺寸较小的刻划槽端以最小20微米的程度靠近激光条纹LS。而且，可使损伤区域尺寸不小的刻划槽端以最小50微米的程度靠近激光条纹。第1间隔W1可例如小于50微米。
[0213] 第1间隔W1可小于50微米，第2间隔W2可为50微米以上。以第1间隔W1小于第2间隔W2的方式形成相邻的刻划槽，因此可缩小该激光器元件的元件宽度。根据该方法，可形成元件宽度为200微米以下的激光器元件。
[0214] 步骤S106中，如图6的(c)部所示，通过对基板产物SP的第2面63b的挤压而进行基板产物SP的分离，形成基板产物SP1以及激光条LB1。挤压使用例如刮刀69等致断装置进行。刮刀69包括向一个方向延伸的边缘69a、及界定边缘69a的至少2个刮刀面69b、69c。而且，基板产物SP1的挤压在支撑装置70上进行。支撑装置70包含支撑面70a与凹部70b，凹部70b向一个方向延伸。凹部70b形成于支撑面70a上。使基板产物SP1的刻划槽65a的方向以及位置与支撑装置70的凹部70b的延伸方向一致，而将基板产物SP1定位于支撑装置70上的凹部70b。使致断装置的边缘的方向与凹部70b的延伸方向一致，自与第2面63b交叉的方向将致断装置的边缘向基板产物SP1挤压。交叉方向优选为与第2面63b大致垂直的方向。由此进行基板产物SP的分离，形成基板产物SP1以及激光条LB1。
通过挤压，形成具有第1以及第2端面67a、67b的激光条LB1，这些端面67a、67b中，至少发光层的一部分具有可适用于半导体激光器的谐振镜的程度的垂直性以及平坦性。
[0215] 所形成的激光条LB1具有通过上述分离而形成的第1以及第2端面67a、67b，端面67a、67b分别自第1面63a延伸至第2面63b。因此，端面67a、67b构成该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器，且与XZ面交叉。该XZ面与由六方晶系III族氮化物半导体的m轴以及法线轴NX所界定的m-n面相对应。
[0216] 根据该方法，在六方晶系III族氮化物半导体的a轴方向对基板产物SP的第1面63a进行刻划之后，通过对基板产物SP的第2面63b的挤压而进行基板产物SP的分离，形成新的基板产物SP1以及激光条LB1。因此，以与m-n面交叉的方式，在激光条LB1形成第1以及第2端面67a、67b。通过该端面形成，可向第1及第2端面67a、67b提供能构成该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器的程度的充分的平坦性及垂直性。
[0217] 而且，该方法中，所形成的激光波导在六方晶系III族氮化物的c轴的倾斜方向延伸。不使用干式蚀刻面，形成可提供该激光波导的谐振镜端面。而且，根据该方法，在小于45度以及超过135度的角度内，通过挤压而形成的端面由m面构成的可能性升高。而且，在超过80度且小于100度的角度内，无法获得所需的平坦性以及垂直性。
[0218] 根据该方法，通过基板产物SP1的切断，形成新的基板产物SP1以及激光条LB1。步骤S107中，反复通过挤压进行分离，从而制作多个激光条。该切断使用比激光条LB1的切断线BREAK更短的刻划槽65a而产生。
[0219] 该方法中，在基板产物SP1上，刻划槽64a、64b以及激光条纹LS交替地排列在a轴方向。在相邻的2个激光条纹之间形成有刻划槽。在刻划槽64a、64b的附近，因刻划槽的形成而产生的损伤并非各向同性地形成。即，因刻划槽64a、64b的形成而产生的损伤区域非对称地形成于刻划槽周围。因此，刻划槽64a的一端66a附近的损伤区域的尺寸，小于刻划槽64b的另一端66b附近的损伤区域的尺寸。当关注于激光条纹LS的排列中的1个激光条纹时，第1间隔(如图6的(b)部所示，激光条纹LS与第1刻划槽64a的端部66a间的间隔)W1可小于第2间隔(激光条纹LS与第2刻划槽64b的端部66b间的间隔)W2。因此，可缩小该激光器元件的元件宽度。
[0220] 步骤S108中，在激光条LB1的端面67a、67b形成电介质多层膜，从而形成激光条产物。步骤S109中，将该激光条产物分离成各个半导体激光器的芯片。
[0221] 本实施方式的制造方法中，角度ALPHA可处于45度以上80度以下以及100度以上135度以下的范围。在小于45度以及超过135度的角度内，通过挤压而形成的端面由m面构成的可能性升高。而且，在超过80度且小于100度的角度内，存在无法获得所需的平坦性以及垂直性的担忧。更优选角度ALPHA可处于63度以上80度以下以及100度以上117度以下的范围。在小于45度以及超过135度的角度内，在通过挤压而形成的端面的一部分可能会出现m面。而且，在超过80度且小于100度的角度内，存在无法获得所需的平坦性以及垂直性的担忧。半极性主面51a可为{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面、以及{10-1-1}面中的任一方。进而，自这些面在-4度以上+4度以下的范围微倾斜的面也适于作为上述主面。这些典型的半极性面上，可提供具有能构成该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器的程度的充分的平坦性以及垂直性的、用于激光谐振器的端面。
[0222] 而且，基板51可由GaN、AlN、AlGaN、InGaN以及InAlGaN中的任一方构成。当使用由这些氮化镓系半导体构成的基板时，可获得能用作激光谐振器的端面。基板51优选由GaN构成。
[0223] 在形成基板产物SP的步骤S104中，结晶生长中所使用的半导体基板可受到如切片或者研削的加工，以使基板厚度成为400μm以下，第2面63b可为通过研磨而形成的加工面。该基板厚度下，可以良好的合格率形成具有能构成该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器的程度的充分的平坦性、垂直性或者无离子损伤的端面67a、67b。第2面63b为通过研磨而形成的研磨面，若研磨后基板厚度为100μm以下则更佳。而且，为了比较容易地对基板产物SP进行处理，基板厚度优选为50μm以上。
[0224] 本实施方式的激光器端面的制造方法中，在激光条LB1上也界定有参照图3说明的角度BETA。激光条LB1上，角度BETA的分量(BETA)1优选在由III族氮化物半导体的c轴以及m轴所界定的第1平面(与参照图3说明的第1平面S1相对应的面)中处于(ALPHA-5)度以上(ALPHA+5)度以下的范围。激光条LB 1的端面67a、67b关于自c轴以及m轴中的一方朝向另一方获取的角度BETA的角度分量而满足上述垂直性。而且，角度BETA的分量(BETA)2优选在第2平面(与图3所示的第2平面S2相对应的面)中处于-5度以上+5度以下的范围。此时，激光条LB1的端面67a、67b关于与半极性面51a的法线轴NX垂直的面上所界定的角度BETA的角度分量而满足上述垂直性。
[0225] 端面67a、67b通过对半极性面51a上外延生长的多个氮化镓系半导体层的挤压所产生的断裂而形成。因为是半极性面51a上的外延膜，端面67a、67b并非为目前为止用作谐振镜的c面、m面、或者a面等低面指数的解理面。然而，半极性面51a上的外延膜的积层的断裂中，端面67a、67b具有可适用于谐振镜的平坦性以及垂直性。
[0226] (实施例1)
[0227] 如下所述，准备半极性面GaN基板，观察切断面的垂直性。基板使用自利用HVPE法较厚地生长的(0001)GaN结晶块向m轴方向以75度的角度切取的{20-21}面GaN基板。GaN基板的主面经过镜面精加工，背面经过研削加工后成为梨皮面状态。基板的厚度为370μm。
[0228] 在梨皮面状态的背面侧，使用金刚石笔，与在将c轴投影至基板主面的方向垂直地施加划线之后，进行挤压而切断基板。为了观察所得的切断面的垂直性，使用扫描型电子显微镜自a面方向观察基板。
[0229] 图7的(a)部为自a面方向观察切断面的扫描型电子显微镜像，右侧的端面为切断面。可知，切断面相对于半极性主面具有平坦性以及垂直性。
[0230] (实施例2)
[0231] 实施例1中可知，在具有半极性{20-21}面的GaN基板上，与将c轴投影至基板主面的方向垂直地施加划线而进行挤压后所得的切断面，相对于基板主面具有平坦性以及垂直性。因此，为了调查该切断面作为激光器的谐振器的有用性，如下所述，利用有机金属气相生长法生长图8所示的激光二极管。原料使用三甲基镓(TMGa)、三甲基铝(TMAl)、三甲基铟(TMIn)、氨(NH3)、硅烷(SiH4)。准备基板71。在基板71上，自利用HVPE法较厚地生长的(0001)GaN结晶块向m轴方向以0度~90度的范围的角度而使用晶圆切片装置进行切取，制作具有c轴向m轴方向的倾斜角度ALPHA为0度~90度的范围的所需的倾斜角的GaN基板。例如，当以75度的角度切取时，可获得{20-21}面GaN基板，在图7的(b)部所示的六方晶系的晶格中由参照符号71a表示。
[0232] 在生长之前，为了调查基板的堆垛层错密度，通过阴极发光法观察基板。阴极发光中，观察通过电子束所激发的载流子的发光过程，若存在堆垛层错，则在其附近载流子会非发光再结合，因此可观察到暗线状。求出该暗线的单位长度的密度(线密度)，定义为堆垛层错密度。此处，为了调查堆垛层错密度，使用非破坏测定的阴极发光法，但也可使用破坏测定的透射型电子显微镜。透射型电子显微镜中，自a轴方向观察试样剖面时，自基板在m轴方向向试样表面伸展的缺陷为支撑基体中所含的堆垛层错，与阴极发光法的情形相同，可求出堆垛层错的线密度。
[0233] 将该基板71配置在反应炉内的基座上之后，按照以下的生长顺序生长外延层。首先，生长厚度为1000nm的n型GaN72。继而，生长厚度为1200nm的n型InAlGaN包覆层73。继而，生长厚度为200nm的n型GaN导引层74a以及厚度为65nm的无掺杂InGaN导引层
74b，之后，生长由厚度为15nm的GaN/厚度为3nm的InGaN构成的3周期MQW75。然后，生长厚度为65nm的无掺杂InGaN导引层76a、厚度为20nm的p型AlGaN阻挡层77a以及厚度为200nm的p型GaN导引层76b。接着，生长厚度为400nm的p型InAlGaN包覆层77b。最后，生长厚度为50nm的p型GaN接触层78。
[0234] 将SiO2的绝缘膜79成膜在接触层78上之后，使用光刻技术通过湿式蚀刻形成宽度为10μm的条纹孔。此处，以如下的2种方式形成条纹方向的接触孔。激光条纹为：(1)M方向(接触孔沿着由c轴以及m轴所界定的预定面的方向)；以及(2)A方向:<11-20>方向。
[0235] 形成条纹孔之后，蒸镀由Ni/Au构成的p侧电极80a及由Ti/Al构成的焊盘电极。继而，使用金刚石研磨液研磨GaN基板(GaN晶圆)的背面，而制作背面为镜面状态的基板产物。此时，使用接触式膜厚计测定基板产物的厚度。厚度的测定也可自试样剖面利用显微镜而进行。显微镜可使用光学显微镜、或扫描型电子显微镜。在GaN基板(GaN晶圆)的背面(研磨面)，通过蒸镀而形成由Ti/Al/Ti/Au构成的n侧电极80b。
[0236] 针对这2种激光条纹制作谐振镜时，使用采用有波长为355nm的YAG激光的激光刻划器。当使用激光刻划器进行断裂时，与使用金刚石刻划的情形相比，可提高振荡芯片合格率。作为刻划槽的形成条件，使用以下条件：激光输出为100mW；扫描速度为5mm/s。所形成的刻划槽，是例如长度为30μm、宽度为10μm、深度为40μm的槽。以800μm的间距通过基板的绝缘膜开口部位向外延表面直接照射激光，由此形成刻划槽。谐振器长度设为600μm。
[0237] 使用刮刀，通过切断而制作谐振镜。在基板背侧通过挤压而使其断裂，由此制作激光条。更具体而言，关于{20-21}面的GaN基板表示结晶取向与切断面的关系的图是图7的(b)部与图7的(c)部。图7的(b)部表示激光条纹设于(1)M方向的情形，且表示有半极性面71a以及用于激光谐振器的端面81a、81b。端面81a、81b与半极性面71a大致正交，但与现有的c面、m面或者a面等目前为止的解理面不同。图7的(c)部表示激光条纹设于(2)<11-20>方向的情形，且表示有半极性面71a以及用于激光谐振器的端面81c、81d。
端面81c、81d与半极性面71a大致正交，且由a面构成。
[0238] 利用扫描型电子显微镜观察因断裂而形成的切断面可知，(1)以及(2)中，均未观察到明显的凹凸。因此，可推断切断面的平坦性(凹凸的大小)为20nm以下。进而，切断面相对于试样表面的垂直性为±5度的范围内。
[0239] 在激光条的端面通过真空蒸镀法涂布电介质多层膜。电介质多层膜由SiO2与TiO2交替地层积而构成。膜厚分别在50~100nm的范围调整，而设计成反射率的中心波长位于500~530nm的范围。将一侧的反射面设计为10周期，将反射率的设计值设计为约95%，将另一侧的反射面设计为6周期，将反射率的设计值设为约80%。
[0240] 在室温下通电而进行评估。电源使用脉宽为500ns、占空比为0.1%的脉冲电源，使探针落在表面电极而通电。进行光输出测定时，利用光电二极管检测出来自激光条端面的发光，调查电流-光输出特性(I-L特性)。测定发光波长时，使来自激光条端面的发光通过光纤，使用光谱分析仪作为检测器而进行光谱测定。调查偏光状态时，使来自激光条的发光通过偏光板而旋转，从而调查偏光状态。观测LED模式光时，将光纤配置在激光条表面侧，由此测定自表面放出的光。
[0241] 在所有的激光器下确认振荡后的偏光状态后可知，向a轴方向偏光。振荡波长为500~530nm。
[0242] 在所有的激光器下测定LED模式(自然放出光)的偏光状态。设a轴方向的偏光分量为I1、将m轴投影至主面的方向的偏光分量为I2，将(I1-I2)/(I1+I2)定义为偏光度ρ。如此，调查求得的偏光度ρ与阈值电流密度的最小值的关系后，可获得图9。根据图9可知，当偏光度为正时，(1)激光条纹M方向的激光器中，阈值电流密度大幅下降。即，可知当偏光度为正(I1>I2)、且在倾斜方向设有波导时，阈值电流密度大幅下降。
[0243] 图9所示的数据如下。
[0244]
[0245] 调查GaN基板的c轴向m轴方向的倾斜角与振荡合格率的关系后，可获得图10。本实施例中，关于振荡合格率，定义为(振荡芯片数)/(测定芯片数)。而且，图10在基板的4 -1
堆垛层错密度为1×10(cm )以下的基板、且激光条纹为(1)M方向的激光器中进行描绘。
根据图10可知，当倾斜角为45度以下时，振荡合格率极低。利用光学显微镜观察端面状态后可知，在小于45度的角度内，几乎所有的芯片上均出现m面，未获得垂直性。而且，在倾斜角为63度以上80度以下的范围内，垂直性提高，振荡合格率增加至50%以上。根据这些情况，GaN基板的倾斜角度的范围最适宜为63度以上80度以下。另外，在具有该结晶性等价的端面的角度范围即100度以上117度以下的范围内，可获得相同的结果。
[0246] 图10所示的数据如下。
[0247]
[0248] 调查堆垛层错密度与振荡合格率的关系后，可获得图11。关于振荡合格率的定义，与上述相同。根据图11可知，若堆垛层错密度超过1×104(cm-1)，则振荡合格率急遽下降。而且，利用光学显微镜观察端面状态之后可知，在振荡合格率下降的样本中，端面的凹凸较激烈，未获得平坦的切断面。其原因认为是因堆垛层错的存在而导致切断难度存在差异。因此，基板中所含的堆垛层错密度必需为1×104(cm-1)以下。
[0249] 图11所示的数据如下。
[0250]
[0251] 调查基板厚度与振荡合格率的关系后，可获得图12。关于振荡合格率的定义，与上述相同。而且，图12中在基板的堆垛层错密度为1×104(cm-1)以下、且激光条纹为(1)M方向的激光器中进行描绘。根据图12可知，当基板厚度薄于100μm且厚于50μm时，振荡合格率较高。其原因在于，若基板厚度厚于100μm，则切断面的垂直性会恶化。而且，若薄于50μm，则操作困难，芯片容易破坏。因上述原因，基板的厚度最适宜为50μm以上100μm以下。
[0252] 图12所示的数据如下。
[0253]
[0254] (实施例3)
[0255] 使用利用HVPE法而生长的{20-21}面GaN基板作为基板，在该GaN基板上生长1000nm的n型GaN层。在如此制作的GaN系半导体上，通过激光器刻划而形成刻划槽。调查形成于刻划槽的周围的损伤区域的尺寸。形成刻划槽时，使用采用波长为355nm的YAG激光的激光刻划器。加工条件使用以下条件：激光输出为100mW；扫描速度为5mm/s。
[0256] 所形成的刻划槽的形状大致为，长度为200μm、宽度为10μm、深度为40μm的槽。
[0257] 本实施例中，为了对损伤区域进行评估，使用阴极发光法。阴极发光中，观察通过电子束而激发的载流子的发光过程。然而，若因刻划槽的形成而导入加工损伤等，则在刻划槽形成的区域附近形成非发光再结合中心。因此，在受到损伤的区域中，载流子非发光再结合，因此损伤区域可观察为暗区域。GaN中的载流子的扩散长度约为0.1μm，因此可观察到数μm的级别的损伤区域。若提高加速电压，则结晶内部的信息增多，因此，使用10kV以下的较低的加速电压进行观察，由此可观察到距离表面0.5μm以下的表层区域，且可将受到较大损伤的异常区域与通常的区域区分。图13中表示表现出刻划槽的周围的阴极发光(CL)像的一例。而且，图14中表示表现出刻划槽的周围的扫描型电子显微镜(SEM)像的一例。不仅是CL像，SEM像中也可在刻划槽的附近观测到暗部以及明部。
[0258] 图13以及图14的刻划槽通过在箭头A的方向扫描激光束而形成。自这些图的左端侧扫描激光，开始形成刻划槽，在右端位置结束激光照射。而且，在自开始时起的短暂的期间(初期)，连续地增加激光功率。自结束快要结束前自结束时为止的期间(末期)，连续地减少激光功率。在初期与末期之间的期间，非故意地改变激光功率。通过如此的激光功率控制，形成具有图15所示的剖面像中所示形状(例如，船底的形状)的槽。图15所示的槽形状，可形成适于谐振器的切断面。刻划槽的剖面形状成为船的底形。
[0259] 在图15所示的剖面像中，刻划槽以及刻划痕迹表示为，包括刻划形成的末期期间所形成的第1倾斜部、刻划形成的初期期间所形成的第2倾斜部、以及位于第2倾斜部与第1倾斜部之间的平坦部。第2倾斜部(开始端)的长度短于第1倾斜部(结束端)的长度。
而且，第1倾斜部(结束端)的底端的倾斜比第2倾斜部(开始端)的底端的倾斜更缓和。
第2倾斜部(开始端)的始点与终点连成的直线与沿外延表面延伸的直线所成的倾斜角度AG2，大于第1倾斜部(结束端)的始点与终点连成的直线与沿外延表面延伸的直线所成的倾斜角度AG1。而且，第2倾斜部(开始端)的始点与终点连成的直线与外延表面所成的角度BG2，小于第1倾斜部(结束端)的始点与终点连成的直线与外延表面所成的倾斜角度BG1。
[0260] 图15的(a)部表示残留在切断面的边缘附近的刻划痕迹的CL像。CL像中，观测发光像，CL像的对比度中较暗的区域包含通过激光照射而形成的多个非发光中心。图15的(b)部表示残留在切断面的边缘附近的刻划痕迹的SEM像。SEM像中，观测由二次电子所形成的像，SEM像中较暗的区域包含通过激光照射而形成的多个变质部。
[0261] 再次参照图13以及图14，参照SEM像，刻划槽的长度为200μm。参照CL像，与刻划槽的开始部相距30μm周围的区域发光较弱，这表示该区域导入有损伤。另一方面，在刻划槽的结束部，刻划槽的末端位置与CL像中的损伤区域大致相同，这表示损伤区域为结束部的数μm以下。而且，参照SEM像，损伤区域中有多个碎片(因切割而产生的堆积物)，然而，刻划槽的末端部的右侧则几乎无碎片。因此，激光照射的结束部侧即便相对于波导比70μm更靠近，激光器特性也不降低。更具体而言，可使刻划槽的端部以20μm以上且小于
70μm的范围靠近激光条纹。而且，由此可缩小刻划槽的间隔。若缩小刻划槽的间隔，则可提高切断时的垂直性，且可缩小芯片宽度，因此可增加自1块晶圆获取芯片的数量。因此，可提高形成切断面时的合格率、芯片获取量。结果，可降低生产成本。
[0262] 如以上的说明所述，评估采用阴极发光法，因此，阴极发光中，可观察到通过电子束而激发的载流子的发光过程。若形成刻划槽时导入有加工损伤等，则其附近的载流子会非发光再结合。因非发光中心的载流子再结合，损伤区域可观察为暗区域。GaN的载流子的扩散长度约为0.1μm，因此，可观察到数μm程度的损伤区域。观测的深度优选比刻划槽更深，但若升高加速电压，则结晶内部的信息增多，因此，优选使用10kV以下3kV以上程度的较低的加速电压进行观察，通过利用上述加速电压，能以视觉上的图像而获得自表层的与载流子再结合中心相关的信息。
[0263] 根据上述说明，利用因形成刻划槽所致损伤的评估方法，可进行与槽周围损伤的程度相关的预估。而且，根据该方法，在利用扫描型电子显微镜、阴极发光测定装置等而获得的、槽附近的区域的像中，根据因刻划槽的形成而产生的损伤，表现出差异。基于扫描型电子显微镜或者阴极发光测定装置的像，可关于槽的相邻区域的损伤程度进行预估。
[0264] 损伤的评估方法可包含例如图16所示的以下步骤。步骤S201中，准备进行槽的加工的半导体装置。半导体装置可包含由六方晶系III族氮化物半导体构成的基板、及该基板上所形成的六方晶系III族氮化物半导体区域，而且，可包含由六方晶系III族氮化物半导体构成的基板。步骤S202中，使用用于形成刻划槽的装置，在包括六方晶系III族氮化物半导体的半导体装置中形成槽。步骤S203中，形成槽之后，对于半导体装置，使用扫描型电子显微镜以及阴极发光测定装置中的任一方，获得半导体装置的包含槽的区域的图像。步骤S204中，基于图像，关于槽附近的损伤程度进行预估。步骤S205中，决定上述刻划槽的端部与半导体激光器的激光条纹间的间隔及/或形成条件。步骤S206中，形成用于III族氮化物半导体激光器元件的基板产物。步骤S207中，使用已决定的形成条件以及槽间隔，在基板产物上形成刻划槽。步骤S208中，在基板产物上形成刻划槽之后，通过对基板产物的挤压而进行基板产物的分离。通过该分离，可获得例如激光条及/或激光器芯片。
[0265] (实施例4)
[0266] 图17中表示为了获得200μm、150μm、100μm的芯片宽度而进行的实验中的刻划槽的尺寸的相关一览。图18是表示刻划槽SG、激光条纹LS的配置的图。终点侧间隙与距离W1相对应，始点侧间隙与距离W2相对应。在始点侧，为了避免损伤需要相对于波导有30μm的间隙，在终点侧，位置精度存在问题，因此需要10μm的间隙，槽间隔的最小值为40μm。而且，若刻划槽的底面并非为船底形状，则槽深度的再现性变得不佳，因此，槽长度的最小值为40μm。「+α余量」表示用于极力减小碎片的不良影响的余量。当制作芯片宽度为例如100μm~200μm的元件时，刻划槽的形状的尺寸范围的预估如下所述。
[0267]
[0268] 该预估中，刻划槽的长度的最小值为40μm。若刻划槽的长度为40μm以上，则切断面可获得充分的垂直性。
[0269] (实施例5)
[0270] 如下所述，通过有机金属气相生长法生长激光二极管。原料使用三甲基镓(TMGa)、三甲基铝(TMAl)、三甲基铟(TMIn)、氨(NH3)、硅烷(SiH4)。基板使用利用HVPE法而生长的{20-21}面GaN基板。
[0271] 将该基板配置在反应炉内的基座上之后，按照以下的生长顺序生长外延层。首先，生长厚度为1000nm的n型GaN层。接着，在n型GaN层上，生长厚度为1200nm的n型InAlGaN包覆层。继而，生长厚度为250nm的n型GaN导引层以及厚度为115nm的n型InGaN导引层，之后，生长由GaN势垒层(厚度10nm)/InGaN阱层(厚度3nm)构成的2周期MQW。然后，生长厚度为65nm的无掺杂InGaN导引层、厚度为20nm的p型AlGaN阻挡层、厚度为
50nm的p型InGaN导引层、以及厚度为250nm的p型GaN导引层。接着，生长厚度为400nm的p型InAlGaN包覆层。最后，生长厚度为50nm的p型GaN接触层。按照上述顺序制作外延基板。
[0272] 将SiO2的绝缘膜成膜在接触层上，之后，使用光刻技术通过湿式蚀刻而形成宽度为10μm的条纹孔。激光条纹平行于将c轴投影至主面的方向而设。波导向量与c轴向量所成的角度为0.1度以下。形成条纹孔之后，对由Ni/Au构成的p侧电极及由Ti/Au构成的焊盘电极进行蒸镀。继而，使用金刚石研磨液对GaN基板(GaN晶圆)的背面进行研磨，制作背面为镜面状态的基板产物。在GaN基板(GaN晶圆)的背面(研磨面)，通过蒸镀而形成由Ti/Al/Ti/Au构成的n侧电极。按照上述顺序，可制作用于图19所示的增益导引激光器的基板产物。
[0273] 而且，利用以下的方法，也可制作图20所示的具有隆脊构造的折射率导引激光器。为了制作宽度为2μm的隆脊构造，通过光刻技术，设置由正型抗蚀剂构成且具有宽度为2μm的图案的掩模。激光波导方向与将c轴向量投影至主面的投影分量的方向平行。通过使用Cl2的干式蚀刻，制作隆脊构造。对外延基板的半导体区域进行蚀刻，直至蚀刻深度例如为0.7μm、露出AlGaN阻挡层为止。蚀刻之后，除去抗蚀剂掩模。使用光刻技术，使宽度约为2μm的条纹状掩模残留在隆脊构造上。条纹状掩模的方向与隆脊构造的方向一致。此后，在隆脊侧面使用真空蒸镀法蒸镀SiO2。绝缘膜的蒸镀之后，通过剥离法除去脊部的SiO2，形成具有条纹状开口部的绝缘膜。继而，形成阳极电极AND2以及阴极电极CTD2，从而获得基板产物。另外，图19以及图20中，描绘有后续的步骤中形成的刻划槽。
[0274] 针对这些激光条纹制作谐振镜时，采用使用有波长为355nm的YAG激光的激光刻划器。当使用激光刻划器形成刻划槽而使其断裂时，与使用金刚石刻划的情形相比，可提高振荡芯片合格率。作为刻划槽的形成条件，为以下的条件：激光输出：100mW；扫描速度：5mm/s。
[0275] 所形成的刻划槽是例如长度为100μm、宽度为10μm、深度为40μm的槽。刻划槽的形成中，控制激光刻划器，以使槽的间隔为50~300μm，且控制激光刻划器，以使刻划槽端与波导间的距离位于10~300μm的范围。在基板的表面，通过电极的开口部而直接照射激光，由此周期性地形成刻划槽。谐振器长度为600μm。间隔W1、W2的界定如已有说明所述，如图19以及图20所示。
[0276] 使用刮刀挤压基板背面，通过切断而制作谐振镜。在基板背面侧的端部通过挤压而使其断裂，由此制作激光条。在半极性面上将与平行于将c轴投影至主面的方向而设的波导垂直的端面作为镜面的方法，与现有的c面或m面等成为激光器中的端面的、m面、a面或者c面等目前为止的解理面不同。自剖面观察激光条上的刻划槽(槽长度为100μm、槽间隔为300μm)。在刻划槽的末端部，二次电子像(SE像)、CL像中均未发现对比度。另一方面，在刻划槽的开始部，二次电子像中发现对比度，且对应于二次电子发射率变化的程度，刻划槽附近的半导体区域变质。而且，CL像中发现对比度，SE像中的变质区域成为非发光区域。
[0277] 在所制作的激光条的端面，通过真空蒸镀法涂布电介质多层膜。电介质多层膜由SiO2与TiO2交替地层积而构成。设计成，膜厚分别在50~100nm的范围内调整，使反射率的中心波长位于500~530nm的范围。将一侧的反射面设为10周期，将反射率的设计值设计为约95%，将另一侧的反射面设为6周期，将反射率的设计值设为约80%。
[0278] 在室温下通电而进行评估。电源使用脉宽为500ns、占空比为0.1%的脉冲电源，使探针落在表面电极而通电。进行光输出测定时，利用光电二极管检测出来自激光条端面的发光，调查电流-光输出特性(I-L特性)。测定发光波长时，使来自激光条端面的发光通过光纤，使用光谱分析仪作为检测器进行光谱测定。振荡波长为500~530nm。
[0279] 调查振荡合格率中的波导与槽的间隔依存性。图21中表示振荡合格率中的波导与刻划槽的间隔依存性。纵轴上的相对阈值电流密度由根据100个芯片的激光器元件的振荡阈值电流密度的中间值而得的增加比例所界定。特性线CS表示刻划槽的开始端与波导间的间隔和振荡合格率的关系，特性线CE表示刻划槽的结束端与波导间的间隔和振荡合格率的关系。参照图21，当结束端靠近波导时，若其间隔W1为20μm以上，则激光器特性未下降，振荡合格率提高。另一方面，当开始端靠近波导时，若其间隔W2为50μm以上，则特性下降，振荡合格率下降。因此，可使损伤较少的末端部相对于波导靠近到70mμ以下，可为20μm以上。可缩小芯片宽度。因此，芯片的获取量增加，因此可降低成本。
[0280] (实施例6)
[0281] 实施例2中，在具有{20-21}面的GaN基板上，生长用于半导体激光器的多个外延膜。如上所述，通过刻划槽的形成及挤压而形成光谐振器用的端面。为了找出这些端面的候补，形成与(20-21)面成90度左右的角度，通过计算而求出与a面不同的面取向。参照图22，以下的角度以及面取向相对于(20-21)面具有90度附近的角度。
[0282] 具体的面指数相对于{20-21}面的角度
[0283] (-1016)：92.46度
[0284] (-1017)：90.10度
[0285] (-1018)：88.29度
[0286] 图23是表示(20-21)面、(-101-6)面以及(-1016)面的原子配置的图。图24是表示(20-21)面、(-101-7)面以及(-1017)面的原子配置的图。图25是表示(20-21)面、(-101-8)面以及(-1018)面的原子配置的图。如图23至图25所示，箭头所示的局部原子配置表示电荷呈中性的原子的排列，且周期性地出现电性为中性的原子配置。关于可获得相对于生长面比较垂直的面的理由，可能为，因周期性地出现该电荷呈中性的原子排列，故切断面的生成变得比较稳定。
[0287] 通过包含上述实施例1~6的多种实验，角度ALPHA可处于45度以上80度以下以及100度以上135度以下的范围。为了提高振荡芯片合格率，角度ALPHA可处于63度以上80度以下以及100度以上117度以下的范围。典型的半极性主面可为{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面、以及{10-1-1}面中的任一方。进而，可为自这些半极性面的微倾斜面。例如，半极性主面可为，自{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面、以及{10-1-1}面中的任一方向m面方向在-4度以上+4度以下的范围倾斜的微倾斜面。
[0288] 在优选实施方式中图示说明了本发明的原理，但本领域技术人员可知本发明可在不脱离其原理的情况下对配置以及细节进行变更。本发明并不限定于本实施方式中所公开的特定构成。因此，对于由权利要求及其精神的范围而来的所有修正以及变更申请专利权。
[0289] 产业利用性
[0290] 如以上说明所述，根据本实施方式，可提供一种III族氮化物半导体激光器元件，其在六方晶系III族氮化物的c轴向m轴方向倾斜的支撑基体的半极性面上，具有能实现低阈值电流的激光谐振器。而且，根据本实施方式，可提供制作该III族氮化物半导体激光器元件的方法。进而，根据本实施方式，可提供对半导体激光器元件中因形成刻划槽所致损伤进行评估的方法。