JP2000299532A - 窒化物半導体レーザ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガイド層や活性層等の結晶性を向上させ、長
波長のレーザ光を得ることができる窒化物半導体レーザ
素子を提供することである。 【解決手段】 ｎ型クラッド層４及び／又はｐ型クラッ
ド層９が、活性層６に接近するにつれて、Ａｌ組成が少
なくなるように組成傾斜されているＡｌ_aＧａ_{1 -a}Ｎ（０
≦ａ＜１）を有する第１の窒化物半導体を含んでなり、
前記活性層６が、Ｉｎ_bＧａ_1-bＮ（０≦ｂ＜１）を含ん
でなる量子井戸構造であり、ｎ型ガイド層５及び／又は
ｐ型ガイド層８が、活性層６に接近するにつれて、Ｉｎ
の組成が多くなるように組成傾斜され、但しＩｎの組成
が活性層の井戸層のＩｎの組成より少ないようにされて
いるＩｎ_dＧａ_1-dＮ（０≦ｄ＜１）を有する第２の窒化
物半導体を含んでなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＥＤ（発光ダイ
オード）、ＳＬＤ（スーパールミネッセントダイオー
ド）、ＬＤ（レーザダイオード）等の発光素子、太陽電
池、光センサー等の受光素子、あるいはトランジスタ、
パワーデバイス等の電子デバイスに使用される窒化物半
導体（Ｉｎ_XＡｌ_YＧａ_1-X-YＮ、０≦X、０≦Y、X＋Y≦
１）素子に関し、特に、光閉じ込めが良好な青色（およ
そ４００ｎｍ付近）よりも長波長のレーザ光の得られる
窒化物半導体レーザ素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、本発明者等は、実用可能な窒化物
半導体レーザ素子を提案している。例えば、Japanese J
ournal of Aplide Physics. Vol.37(1998)pp.L309-L312
に、発振波長が４００ｎｍ付近のレーザ光が得られる窒
化物半導体レーザ素子を開示している。この素子は、サ
ファイア上に成長させたＧａＮ層上に、ＳｉＯ₂よりな
る保護膜を部分的に形成し、その上から再度ＧａＮを有
機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）等の気相成長法により
選択成長させ、厚膜のＧａＮを成長させることにより得
られる結晶欠陥（以下、転位という場合もある）の少な
い窒化物半導体を基板（以下、ＥＬＯＧ基板という場合
がある。）とし、このＥＬＯＧ基板上に、少なくとも多
層膜層（超格子層）のｎ型クラッド層と多層膜層（超格
子層）のｐ型クラッド層との間に、多重量子井戸構造の
活性層を有してなる。このような素子構造を有するレー
ザ素子は、１万時間以上の連続発振を達成することがで
きる。

【０００３】更に本発明者等は、窒化物半導体を用い
て、例えば４５０ｎｍ付近の長波長のレーザ光の得られ
る窒化物半導体レーザ素子の実用化の研究を行ってい
る。長波長のレーザ光を得る方法として、例えば、上記
Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．に記載の素子構造において、理論的に
は、活性層のＩｎ組成比を多くすることにより長波長の
光が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、活性層
のＩｎ混晶比を高くすると、活性層で発光した光がｎ型
ガイド層からｐ型ガイド層までの間を良好に導波できる
ように、ガイド層にもＩｎを含ませて活性層に対するガ
イド層の屈折率を調整する必要が生じるが、上記Ｊ．
Ｊ．Ａ．Ｐ．に記載のＧａＮでガイド層を形成した場合
に比べて、Ｉｎ含有のガイド層の結晶性が非常に低下し
てしまう。ｎ型ガイド層の結晶性が低下すると、活性層
の結晶性も低下し良好な発光が得られ難くなる。また、
ガイド層の結晶性の低下により、ガイド層での光の損
失、吸収及び散乱などが生じてしまう。更に、活性層の
Ｉｎ混晶比を高くすると結晶性が低下するために、自然
発光時の波長の半値幅が広くなり、ピーク波長をレーザ
光としにくくなる。更にまた、長波長のレーザ素子の場
合、クラックの入り易いＡｌ含有のｎ型クラッド層上
に、Ｉｎ含有の結晶性の低下し易いｎ型ガイド層を積層
成長させるために、ｎ型クラッド層の結晶性を向上させ
ることはかなり難しい。

【０００５】また、本出願人は、特開平１０−３３５７
５７号公報に、クラッド層やガイド層の結晶性を向上さ
せるために、ガイド層やクラッド層を超格子にすること
を開示している。しかし、上記公報に記載の技術では、
４００ｎｍ付近のレーザ光が得られる素子に対しては有
効であるが、波長をさらに長波長にするとガイド層のＩ
ｎ組成の量を多くしなければならず、ガイド層を超格子
にしても十分満足できる結晶性が得られない。

【０００６】このように、長波長のレーザ光を得るため
には、Ｉｎを含むガイド層やＩｎ混晶比を高くした活性
層の結晶性を向上させ、自然発光時の波長の半値幅を狭
くし、ガイド層等での光の損失、吸収、及び散乱を防止
することが望まれる。

【０００７】そこで、本発明の目的は、ガイド層や活性
層等の結晶性を向上させ、長波長のレーザ光を得ること
ができる窒化物半導体レーザ素子を提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、下記
（１）〜（３）の構成により本発明の目的を達成するこ
とができる。 （１） 基板上に、少なくともｎ型クラッド層、ｎ型ガ
イド層、活性層、ｐ型ガイド層及びｐ型クラッド層を有
する窒化物半導体レーザ素子において、前記ｎ型及び／
又はｐ型クラッド層が、活性層に接近するにつれて、Ａ
ｌ組成が少なくなるように組成傾斜されているＡｌ_aＧ
ａ_1-aＮ（０≦ａ＜１）を有する第１の窒化物半導体を
含んでなり、前記活性層が、Ｉｎ_bＧａ_1-bＮ（０≦ｂ＜
１）を含んでなる量子井戸構造であり、前記ｎ型及び／
又はｐ型ガイド層が、活性層に接近するにつれて、Ｉｎ
の組成が多くなるように組成傾斜され、但しＩｎの組成
が活性層の井戸層のＩｎの組成より少ないようにされて
いるＩｎ_dＧａ_1-dＮ（０≦ｄ＜１）を有する第２の窒化
物半導体を含んでなることを特徴とする窒化物半導体レ
ーザ素子。 （２） 前記ｎ型及び／又はｐ型クラッド層が、前記組
成傾斜されている第１の窒化物半導体と、第１の窒化物
半導体と組成の異なる第３の窒化物半導体とを積層して
なる多層膜層であることを特徴とする請求項１に記載の
窒化物半導体レーザ素子。 （３） 前記ｎ型及び／又はｐ型ガイド層が、前記組成
傾斜されている第２の窒化物半導体と、第２の窒化物半
導体と組成の異なる第４の窒化物半導体とを積層してな
る多層膜層であることを特徴とする請求項１又は２に記
載の窒化物半導体レーザ素子。

【０００９】つまり、本発明は、ｎ型及び／又はｐ型ガ
イド層のＩｎの組成、並びにｎ型及び／又はｐ型クラッ
ド層のＡｌの組成を活性層に接近するにつれて徐々に変
える、つまり組成傾斜させることにより、クラッド層、
ガイド層、活性層等の結晶性を向上させて、長波長のレ
ーザ光の得られる窒化物半導体レーザ素子を得ることが
できる。

【００１０】本発明者等は、結晶性を向上させるために
種々検討の結果、ＧａＮにＩｎやＡｌを含ませると結晶
性が低下し易くなる傾向があることに加え、さらにＡｌ
ＧａＮとＩｎＧａＮとの格子定数の差が大きいためにク
ラッド層とガイド層の接合面で結晶の歪みが大きくな
り、結晶性が著しく低下するのではないかと考えた。こ
の考察をもとに、本発明者等は、組成傾斜させること
で、クラッド層やガイド層内で格子定数の差を徐々に変
化させ、各層内及びガイド層とクラッド層との界面で結
晶に生じる歪みを減少させることにより、結晶性の向上
を達成させた。

【００１１】従来、ＧａＡｓ系の半導体において、組成
を傾斜させてＧＲＩＮ−ＳＣＨ構造とすることにより、
しきい値が低くなることが知られているが、この場合、
例えばＧａＡｓにＡｌを含ませても格子定数の差は小さ
く、結晶の歪みがあまり生じない。

【００１２】これに対して、本発明は、結果的にＧＲＩ
Ｎ−ＳＣＨ構造となり得る組成傾斜をしてはいるもの
の、窒化物半導体を用いて長波長のレーザ光の発振を達
成しようとする場合に生じる結晶性の著しい低下という
窒化物半導体における特有の問題点を、クラッド層やガ
イド層の組成を傾斜させることで格子定数の差を徐々に
変化させ結晶にかかる歪みを緩和することにより解決す
るものである。本発明において、組成傾斜されている層
としては、ｎ型及びｐ型クラッド層の少なくとも一方
と、ｎ型及びｐ型ガイド層の少なくとも一方とが組成傾
斜されていればよいが、好ましくは、ｎ型又はｐ型クラ
ッド層と、ｎ型及びｐ型ガイド層が組成傾斜され、より
好ましくはｎ型クラッド層、ｎ型ガイド層、ｐ型クラッ
ド層及びｐ型ガイド層が組成傾斜されていると、結晶性
の向上の点で好ましい。

【００１３】更に、本発明は、ｎ型及びｐ型クラッド
層、並びに、ｎ型及びｐ型ガイド層が組成傾斜されてい
ると、活性層を挟んで対称的に、活性層に接近するに従
い屈折率が徐々に大きくなる構造、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ構
造となり、結晶性の向上に加えて、実効的に光を閉じ込
めることができしきい値が低下する。このように結晶性
が向上すると共に、しきい値が低下することにより、よ
り一層長波長でのレーザ発振がし易くなる。また、上記
のように、活性層を中心に屈折率が対称となっている
と、反転分布するキャリア濃度の高い部分と利得の生じ
る部分が一致し、発光効率が良好となる。このような組
成傾斜、つまり、クラッド層では活性層に接近するに従
いＡｌの組成を徐々に減少させていき、ガイド層では活
性層に接近するにつれてＩｎの組成を徐々に増加させて
いくと、クラッド層とガイド層との界面において結晶の
格子定数の差が小さくなるので、例えば結晶性が不安定
であるＡｌ含有のｎ型クラッド層上に、結晶性の不安定
なＩｎ含有のｎ型ガイド層を積層しても、あるいはＩｎ
含有のｐ型ガイド層上にＡｌ含有のｐ型クラッド層を積
層させても、結晶性良く成長させることができる。

【００１４】また更に、本発明は、ｎ型及び／又はｐ型
クラッド層が、前記組成傾斜されている第１の窒化物半
導体と、第１の窒化物半導体と組成の異なる第３の窒化
物半導体とを積層してなる多層膜層であると、結晶性の
向上の点で好ましい。また更に、本発明は、ｎ型及び／
又はｐ型ガイド層が、前記組成傾斜されている第２の窒
化物半導体と、第２の窒化物半導体と組成の異なる第４
の窒化物半導体とを積層してなる多層膜層であると、結
晶性の向上の点で好ましい。

【００１５】本発明において、ｎ型及びｐ型クラッド層
と、ｎ型及びｐ型ガイド層とを、組成傾斜で且つ多層膜
層とすると、結晶性の向上及びしきい値の低下のために
より好ましく、長波長のレーザ光の連続発振に加え、連
続発振をより長時間おこなうことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明について、図１を用いて更
に説明する。図１は、本発明の一実施の形態である窒化
物半導体レーザ素子の模式的断面図である。図１には、
サファイア上に選択成長させてなる窒化物半導体基板
（ＥＬＯＧ基板）１上に、アンドープｎ型コンタクト層
２、不純物ドープのｎ型コンタクト層３、クラック防止
層４、ｎ型クラッド層５、ｎ型ガイド層６、活性層７、
ｐ型電子閉じ込め層８、ｐ型ガイド層９、ｐ型クラッド
層１０、ｐ型コンタクト層１１を順に積層させてなるリ
ッジ形状のストライプを有する窒化物半導体レーザ素子
が示されている。そして、この素子は、クラッド層及び
ガイド層のｎ型及びｐ型の少なくとも一方が組成傾斜さ
れている。また、ｐ電極は、リッジ形状のストライプの
最上層に形成され、ｎ電極はｎ型コンタクト層上に形成
される。

【００１７】まず、本発明のｎ型クラッド層及びｐ型ク
ラッド層としては、少なくともＡｌ組成を含む窒化物半
導体であり、ｎ型及びｐ型クラッド層の少なくとも一方
が、Ａｌ組成が活性層に接近するに従って少なくなるよ
うに組成傾斜されている窒化物半導体であればよい。具
体的には、ｎ型及びｐ型クラッド層の少なくとも一方、
好ましくは両方が、活性層に接近するに従って、Ａｌ組
成が少なくなるように組成傾斜されているＡｌ_aＧａ_1-a
Ｎ（０≦ａ＜１、好ましくは０≦ａ＜０．７）を有する
第１の窒化物半導体を含んでなる。上記第１の窒化物半
導体は、活性層に接近するに従って、Ａｌ組成が少なく
なるようにＡｌ_aＧａ_1-aＮで示される式のａの値を徐々
に少なくして、活性層に最も接近した部分には、Ａｌを
含まないＧａＮを成長させると、結晶性及び光閉じこめ
の点で好ましい。このように、Ａｌ組成を活性層に接近
させるに従って小さくしていくことにより、徐々に格子
定数を変化させることができ、クラッド層内での結晶の
歪みを小さくし、クラッド層内のクラックの発生を防止
して結晶性を向上させることができる。更に、クラッド
層とガイド層との界面でクラッド層内のＡｌ組成を最も
少なくすることで、クラッド層とガイド層との格子定数
の差が小さくなり、界面での結晶に生じる歪みを低減で
き、結晶性を良好にすることができる。

【００１８】上記第１の窒化物半導体において、Ａｌ組
成が活性層に接近するにつれて少なくなるように組成傾
斜する方法としては、特に限定されないが、例えばＡｌ
_aＧａ_1-aＮで示されるクラッド層の成長時に、Ａｌ組成
となる原料ガスの供給量を、ｎ型クラッド層では徐々に
少なくし、一方ｐ型クラッド層では徐々に多くするよう
に、バルブの開閉を調節する、あるいはＡｌ組成の異な
る複数の第１の窒化物半導体を積層することにより、Ａ
ｌ混晶比の異なる複数の第１の窒化物半導体を積層させ
てクラッド層のＡｌ組成を傾斜させる。

【００１９】更にまた、上記のように組成傾斜させる
と、屈折率が、活性層に向かって徐々に大きくなってい
くので、光を閉じ込めやすくなり、好ましくはｎ型及び
ｐ型クラッド層を組成傾斜させると、活性層を挟んで対
称的になり、実効的に光の閉じ込めが良好となる。

【００２０】更に、本発明において、ｎ型クラッド層及
びｐ型クラッド層の少なくとも一方、好ましくは両方
が、組成傾斜されてなる第１の窒化物半導体と、第１の
窒化物半導体と組成の異なる第３の窒化物半導体とを積
層してなる多層膜層であることが好ましい。本発明にお
いて、第３の窒化物半導体としては、第１の窒化物半導
体と組成が異なれば特に限定されないが、好ましくは第
１の窒化物半導体よりもバンドギャップエネルギーが小
さい窒化物半導体であり、具体的には、Ｉｎ_eＧａ_1-eＮ
（０≦ｅ≦１、ａ＜ｅ）からなる窒化物半導体が挙げら
れ、好ましくはｅが０であるＧａＮである。このように
多層膜層とした場合に、多層膜層中の複数の第１の窒化
物半導体は、活性層に接近するに従って、Ａｌ組成が小
さくなるようにされている。クラッド層が多層膜層であ
る場合の単一層の膜厚は、特に限定されないが、好まし
くは１００オングストローム以下、より好ましくは７０
オングストローム以下、更に好ましくは５０オングスト
ローム以下であり、好ましくは１０オングストローム以
上である。クラッド層が組成傾斜された第１の窒化物半
導体を含んでなる多層膜層であると、組成傾斜による結
晶性の向上に加えて、多層膜層を構成する各層の単一膜
厚を薄く、好ましくは上記単一膜厚とすることにより、
窒化物半導体の弾性臨界膜厚以下となり、クラックの発
生を防止し易くなり、より良好な結晶性の膜質の良いク
ラッド層を成長できる。また、第３の窒化物半導体が、
ｅが０に近い、つまりＩｎ組成の少ない窒化物半導体、
例えば第３の窒化物半導体がＧａＮであると、特に結晶
性の良いＧａＮの第３の窒化物半導体がバッファ層のよ
うな作用をして、ＡｌＧａＮの第１の窒化物半導体を結
晶性良く成長し易くなり、クラッド層全体の結晶性が向
上する。また、第３の窒化物半導体として、ＩｎＡｌＮ
やＩｎＧａＡｌＮなどを用いてもよい。

【００２１】本発明において、ｎ型クラッド層の膜厚
は、特に限定されないが、好ましくは３μｍ以下、より
好ましくは２μｍ以下、さらに好ましくは１．５〜０．
１μｍである。膜厚が上記範囲であると順方向電圧（Ｖ
ｆ）の低下及びクラック発生防止の点で好ましい。また
本発明において、ｐ型クラッド層の膜厚は、特に限定さ
れないが、好ましくは２μｍ以下、より好ましくは１．
５μｍ以下、さらに好ましくは１〜０．０５μｍであ
る。膜厚が上記範囲であると、面状態が良好となり、ク
ラック発生防止の点で好ましい。

【００２２】本発明において、ｎ型クラッド層及びｐ型
クラッド層は、バルク抵抗を低くし順方向電圧を低減す
るため、不純物がドープされていることが好ましい。不
純物は、クラッド層を構成するいずれの層にドープされ
ていてもよく、例えばクラッド層がＡｌの組成傾斜され
ている第１の窒化物半導体からなる場合、Ａｌ組成の変
化に関係なく一定量をドープされても、Ａｌ組成が活性
層に接近するに従って小さくなるのとともに、活性層に
接近するに従って少なくなるように調整されドープされ
ていてもよい。好ましい不純物のドープの方法として
は、活性層に接近するに従って小さくなるようにドープ
されることが、クラッド層による活性層付近の光吸収を
少なくし、光損失が低下してしきい値が低下する傾向が
ある。更にクラッド層の不純物が活性層に接近するに従
って少なくなっていると、クラッド層とガイド層との界
面には、不純物が少なく、結晶に生じる歪みを小さくす
る点で好ましい。

【００２３】また、クラッド層が組成傾斜されている第
１の窒化物半導体と、第３の窒化物半導体とを積層して
なる多層膜層である場合、不純物は、いずれか一方の層
又は両方の層にドープされ、好ましくはいずれか一方に
ドープされ、より好ましくは第３の窒化物半導体にドー
プされる。クラッド層に不純物をドープする場合、第３
の窒化物半導体がＧａＮからなり、この第３の窒化物半
導体に不純物がドープされていると、結晶性を低下させ
ることなくバルク抵抗を低くでき好ましい。不純物が両
方の窒化物半導体にドープされている場合、不純物のド
ープ量は、異なっても同一でもよく、多層膜層を構成し
ている複数の層において隣接する単一の窒化物半導体層
の不純物濃度が異なることが好ましい。

【００２４】本発明において用いられるｎ型不純物とし
ては、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓ、Ｏ等が挙げられ、好まし
くはＳｉ、Ｓｎである。本発明において用いられるｐ型
不純物としては、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｃａが挙げられ、
好ましくはＭｇである。

【００２５】ｎ型クラッド層のｎ型不純物濃度は、１×
１０²⁰／ｃｍ³以下、好ましくは５×１０¹⁹／ｃｍ³以
下、より好ましくは５×１０¹⁷〜５×１０¹⁹／ｃｍ³で
ある。不純物濃度がこの範囲であるとＶｆ及び結晶性の
点で好ましい。ｎ型不純物がＡｌ組成の傾斜と共に変化
する場合、上記不純物濃度の範囲内で、適宜調整され
る。ｐ型クラッド層のｐ型不純物濃度は、上記ｎ型不純
物濃度の値と同様である。ｐ型不純物濃度がＡｌ組成の
傾斜と共に変化する場合は、上記不純物濃度の範囲内で
適宜調整される。

【００２６】次に、本発明のｎ型ガイド層及びｐ型ガイ
ド層としては、少なくともＩｎ組成を含む窒化物半導体
であり、さらにｎ型及びｐ型ガイド層の少なくとも一方
が、Ｉｎ組成が活性層に接近するに従って多くなるよう
に組成傾斜されている窒化物半導体であればよい。具体
的には、ｎ型及びｐ型ガイド層の少なくとも一方、好ま
しくは両方が、活性層に接近するにつれて、Ｉｎ組成が
多くなるように組成傾斜されているＩｎ_dＧａ_1-dＮ（０
≦ｄ＜１、好ましくは０≦ｄ＜０．６）を有する第２の
窒化物半導体層を含んでなる。第２の窒化物半導体のＩ
ｎ組成の量は、活性層の井戸層のＩｎ組成の量より少な
くても、多くてもよく、好ましくは同じ量かそれ以下で
あるように調整される。

【００２７】上記第２の窒化物半導体は、活性層に接近
するに従って、Ｉｎ組成が少なくなるようにＩｎ_dＧａ
_1-dＮで示される式のｄの値を徐々に大きくして、活性
層に最も接近した部分では、Ｉｎ組成の最も多いガイド
層を形成する。このようにＩｎ組成を組成傾斜させるこ
とで、前記クラッド層との界面でのクラッド層の格子定
数と、ガイド層の格子定数との差が最小となり、結晶に
かかる歪みを緩和して、ｎ型クラッド層上に成長させる
ｎ型ガイド層、及びｐ型ガイド層上に成長させるｐ型ク
ラッド層の結晶性を向上させることができる。更に、活
性層に最も近接している部分のガイド層には、ガイド層
内でＩｎ組成が最も多くなるようにされているので、Ｉ
ｎ組成を多く含む活性層の結晶性をも良好にすることが
できる。ガイド層の結晶性が向上すると、活性層で発光
した光がガイド層を導波する際に、光の損失、吸収、又
は散乱などを防止し、光の閉じ込めが向上する。

【００２８】上記第２の窒化物半導体において、Ｉｎ組
成が活性層に接近するにつれて多くなるように組成傾斜
する方法としては、特に限定されないが、上記のクラッ
ド層と同様に、例えばＩｎ_dＧａ_1-dＮで示されるガイド
層の成長時にＩｎ組成となる原料ガスの供給量を、ｎ型
ガイド層では徐々に多くし、一方ｐ型ガイド層では徐々
に少なくするように、バルブの開閉を調節する、あるい
はＩｎ組成の異なる複数の第２の窒化物半導体を積層す
ることにより、Ｉｎ混晶比の異なる複数の第２の窒化物
半導体を積層させてガイド層のＩｎ組成を傾斜させる。

【００２９】更にまた、上記のように組成傾斜させる
と、屈折率が、活性層に向かって徐々に大きくなってい
くので、光を閉じ込めやすくなり、好ましくはｎ型及び
ｐ型ガイド層を組成傾斜させると、活性層を挟んで対称
的になり、実効的に光の閉じ込めるが良好となる。更
に、ｎ型及びｐ型ガイド層が組成傾斜され、上記ｎ型及
びｐ型クラッド層が組成傾斜されていると、活性層に接
近するに従ってクラッド層から徐々に屈折率が大きくな
り、結晶性の向上に加えて、実効的に光を良好に閉じ込
めることができ好ましい。

【００３０】更に、本発明において、ｎ型ガイド層及び
ｐ型ガイド層の少なくとも一方、好ましくは両方が、組
成傾斜されてなる第２の窒化物半導体と、第２の窒化物
半導体と組成の異なる第４の窒化物半導体とを積層して
なる多層膜層であることが好ましい。本発明において、
第４の窒化物半導体としては、第１の窒化物半導体と組
成が異なれば特に限定されないが、例えばＩｎ_fＧａ_1-f
Ｎ（０≦ｆ＜１）又はＡｌ_gＧａ_1-gＮ（０≦ｇ＜１）か
らなるのもが挙げられる。好ましくは、第４の窒化物半
導体がＧａＮであると、ガイド層の結晶性を向上させる
のに好ましい。このように多層膜層とした場合に、多層
膜層中の複数の第２の窒化物半導体は、活性層に接近す
るに従って、Ｉｎ組成が多くなるようにされている。ガ
イド層が多層膜層である場合の単一層の膜厚は、特に限
定されないが、好ましくは１００オングストローム以
下、より好ましくは７０オングストローム以下、更に好
ましくは５０オングストローム以下であり、好ましくは
１０オングストローム以上である。ガイド層が組成傾斜
された第２の窒化物半導体を含んでなる多層膜層である
と、組成傾斜による結晶性の向上に加えて、多層膜層を
構成する各層の単一膜厚を薄く、好ましくは上記単一膜
厚とすることにより、窒化物半導体の弾性臨界膜厚以下
となり、より良好な結晶性の膜質の良いガイド層を成長
できる。また、第４の窒化物半導体が、ＧａＮである
と、多層膜層を形成する際に、結晶性のよいＧａＮがバ
ッファ層のような作用をして、第２の窒化物半導体であ
るＩｎＧａＮを結晶性良く成長し易くなり、ガイド層全
体の結晶性が向上する。

【００３１】本発明において、ｎ型及びｐ型ガイド層の
膜厚は、特に限定されないが、好ましくは５μｍ以下、
より好ましくは３μｍ以下、さらに好ましくは２．５〜
０．０５μｍである。膜厚が上記範囲であると結晶性、
Ｖｆ、及び光閉じこめの点で好ましい。

【００３２】また、本発明において、ｎ型ガイド層は、
ｎ型不純物がドープされていてもよく、好ましくはアン
ドープである。第２の窒化物半導体はＩｎ組成を含んで
なるため、不純物をドープしない場合でもｎ型を示して
いるので、結晶性のよいアンドープとするとｎ型ガイド
層の結晶性が良好となり好ましい。また、本発明におい
て、ｐ型ガイド層は、ｐ型不純物がドープされていても
よく、好ましくはｐ型不純物がドープされている。Ｉｎ
組成を含んでなるガイド層はアンドープではｎ型を示す
ため、ｐ型ガイド層にｐ型不純物をドープして、バルク
抵抗を低くする等の点で好ましい。

【００３３】不純物は、ガイド層を構成するいずれの層
にドープされていてもよく、例えばガイド層がＩｎ組成
の組成傾斜されている第１の窒化物半導体からなる場
合、Ｉｎ組成の変化に関係なく一定量をドープされて
も、Ｉｎ組成が活性層に接近するに従って小さくなるの
とともに、活性層に接近するに従って多くなるように調
整されドープされていてもよい。

【００３４】また、ガイド層が組成傾斜されている第２
の窒化物半導体と、第４の窒化物半導体とを積層してな
る多層膜層である場合、不純物は、いずれか一方の層又
は両方の層にドープされていてもよいが、好ましくはい
ずれか一方にドープされ、より好ましくは結晶性の点か
ら第４の窒化物半導体にドープされる。ガイド層に不純
物をドープする場合、第４の窒化物半導体がＧａＮから
なり、この第４の窒化物半導体に不純物がドープされて
いると、結晶性を低下させることなく、バルク抵抗を低
くすることができ好ましい。不純物が、第２の窒化物半
導体及び第４の窒化物半導体の両方にドープされている
場合、不純物のドープ量は、異なっても同一でもよく、
多層膜層を構成している複数の層において隣接する単一
の窒化物半導体層の不純物濃度が異なることが好まし
い。

【００３５】本発明のガイド層に用いられるｎ型不純物
及びｐ型不純物としては、前記クラッド層にドープ可能
な不純物と同様のものを挙げることができる。ｎ型ガイ
ド層にｎ型不純物をドープする場合のｎ型不純物濃度
は、１×１０²⁰／ｃｍ³以下、好ましくは５×１０¹⁹／
ｃｍ³以下、より好ましくは１×１０¹⁹／ｃｍ³以下、最
も好ましくは結晶性が良好なアンドープである。ｎ型不
純物がＩｎ組成の傾斜と共に変化する場合、上記不純物
濃度の範囲内で、適宜調整される。ｐ型ガイド層のｐ型
不純物濃度は、１×１０²⁰／ｃｍ³以下、好ましくは５
×１０¹⁹／ｃｍ³以下、より好ましくは１×１０¹⁹〜１
×１０¹⁶／ｃｍ³である。ｐ型不純物濃度がこの範囲で
あると、抵抗、結晶性の点で好ましい。不純物濃度がＩ
ｎ組成の傾斜と共に変化する場合は、上記不純物濃度の
範囲内で適宜調整される。

【００３６】次に、本発明の活性層としては、Ｉｎ_bＧ
ａ_1-bＮ（０≦ｂ＜１）を含んでなる単一量子井戸構造
又は多重量子井戸構造であり、好ましくは多重量子井戸
構造である。多重量子井戸構造とすると、単一量子井戸
構造より発光出力が向上し好ましい。

【００３７】本発明の活性層としては、特に限定されな
いが、発振波長が４００ｎｍより長波長、好ましくは発
振波長が４２０ｎｍ以上の長波長となるように井戸層の
Ｉｎ組成比が調整されているものが挙げられる。更に、
本発明の活性層の具体例としては、活性層が多重量子井
戸構造である場合、例えば近似的に、好ましい井戸層と
しては、ｂが０．１〜０．６のＩｎ_bＧａ_1-bＮであり、
好ましい障壁層としては、ｂが０〜０．１のＩｎ_bＧａ
_1-bＮが挙げられる。また活性層を構成する井戸層及び
障壁層のいずれか一方または両方に不純物をドープして
もよい。好ましくは障壁層に不純物をドープさせると、
しきい値が低下し好ましい。不純物としては、ｎ型でも
ｐ型でもよい。井戸層の膜厚としては、１００オングス
トローム以下、好ましくは７０オングストローム以下、
好ましくは１０オングストローム以上であり、より好ま
しくは３０〜６０オングストロームである。また、障壁
層の膜厚としては、１５０オングストローム以下、好ま
しくは１００オングストローム以下、好ましくは１０オ
ングストローム以上であり、より好ましくは９０〜１５
０オングストロームである。

【００３８】活性層が多重量子井戸構造である場合、活
性層を構成する障壁層と井戸層の積層順としては、障壁
層から始まり井戸層で終わっても、障壁層から始まり障
壁層で終わっても、井戸層から始まり障壁層で終わって
も、また井戸層から始まり井戸層で終わってもよい。好
ましくは障壁層から始まり、井戸層と障壁層とのペアを
２〜５回繰り返してなるもの、好ましくは井戸層と障壁
層とのペアを３回繰り返してなるものがしきい値を低く
し寿命特性を向上させるのに好ましい。

【００３９】活性層の井戸層のＩｎ組成比の調整として
は、所望する発振波長となるようにＩｎ組成比を調整し
てあればよく、具体的な値としては、上記にも近似的な
一例を挙げたが、例えば下記の理論値の計算式から求め
られる値を近似的な値として挙げることができる。しか
し、実際にレーザ素子を動作させて得られる発振波長
は、量子井戸構造をとる量子準位が形成されるため、発
振波長のエネルギー（Ｅλ）がＩｎＧａＮのバンドギャ
ップエネルギー（Ｅｇ）よりも図７のように大きくな
り、計算式などから求められる発振波長より、短波長側
へシフトする傾向がある。

【００４０】［理論値の計算式］ Ｅｇ＝（１−χ）３．４０＋１．９５χ−Ｂχ（１−
χ） 波長（ｎｍ）＝１２４０／Ｅｇ Ｅｇ：ＩｎＧａＮ井戸層のバンドギャップエネルギー χ：Ｉｎの組成比 ３．４０（ｅＶ）：ＧａＮのバンドギャップエネルギー １．９５（ｅＶ）：ＩｎＮのバンドギャップエネルギー Ｂ：ボーイングパラメーターを示し、１〜６ｅＶとす
る。このようにボーイングパラメータが変動するのは、
最近の研究では、ＳＩＭＳ分析などから、従来は結晶に
歪みがないと仮定して１ｅＶとされていたが、Ｉｎ組成
比の割合や膜厚が薄い場合等により歪みの生じる程度が
異なり、１ｅＶ以上となることが明らかとなってきてい
るためである。

【００４１】上記のように井戸層のＳＩＭＳ分析などか
ら求められる具体的なＩｎ組成比から考えられる発振波
長と、実際に発振させたときの発振波長とには、やや相
違があるものの、実際の発振波長が所望する波長となる
ように調整される。

【００４２】本発明において、レーザ素子を構成する上
記以外の層構造としては、特に限定されず、例えば前記
図１に示す層構造が挙げられ、以下にそれらの一実施の
形態を示す。

【００４３】選択成長のＥＬＯＧ基板について以下に説
明する。ＥＬＯＧ基板を得るための選択成長は、窒化物
半導体の縦方向の成長を少なくとも部分的に一時的止め
て、窒化物半導体の横方向の成長を利用して転位を抑制
することのできる成長方法であれば特に限定されない。
例えば具体的に、窒化物半導体と異なる材料からなる異
種基板上に、窒化物半導体が成長しないかまたは成長し
にくい材料からなる保護膜を部分的に形成し、その上か
ら窒化物半導体を成長させることにより、保護膜が形成
されていない部分から窒化物半導体が成長し、成長を続
けることにより保護膜上に向かって横方向に成長するこ
とにより厚膜の窒化物半導体が得られる。

【００４４】異種基板としては、窒化物窒化物半導体と
異なる材料よりなる基板であれば特に限定されず、例え
ば、図２に示すＣ面、Ｒ面、Ａ面を主面とするサファイ
ア、スピネル（ＭｇＡ１₂Ｏ₄）のような絶縁性基板、Ｓ
ｉＣ（６Ｈ、４Ｈ、３Ｃを含む）、ＺｎＳ、ＺｎＯ、Ｇ
ａＡｓ、Ｓｉ、及び窒化物半導体と格子整合する酸化物
基板等、従来知られている窒化物半導体と異なる基板材
料を用いることができる。上記の中で好ましい異種基板
としては、サファイアであり、更に好ましくはサファイ
アのＣ面である。更に、ＥＬＯＧ基板の内部に微細なク
ラックの発生を防止できる等の点から、サファイアのＣ
面がステップ状にオフアングルされ、オフアングル角θ
（図３に示されるθ）が０．１°〜０．３°の範囲のも
のが好ましい。オフアングル角θが０．１°未満である
とレーザ素子の特性が安定し易くなり、またＥＬＯＧ基
板の内部に微細なクラックが発生しやすくなる傾向があ
り、一方オフ角が０．３°を超えると、ＥＬＯＧ成長の
窒化物半導体の面状態がステップ状になり、その上に素
子構造を成長させるとステップが若干強調され、素子の
ショート及びしきい値上昇を招き易くなる傾向がある。
ここで、上記の微細なクラックは、結晶の格子定数の相
違による転位より微細なものであり、ＥＬＯＧ基板内部
から発生する傾向のものである。

【００４５】上記のようなステップ状にオフアングルさ
れたサファイア等の異種基板上に、保護膜を、直接又は
一旦窒化物半導体を成長させてから形成する。保護膜と
しては、保護膜表面に窒化物半導体が成長しないかまた
は成長しにくい性質を有する材料であれば特に限定され
ないが、例えば酸化ケイ素（ＳｉＯ_X）、窒化ケイ素
（Ｓｉ_XＮ_Y）、酸化チタン（ＴｉＯ_X）、酸化ジルコニ
ウム（ＺｒＯ_X）等の酸化物、窒化物、またこれらの多
層膜の他、１２００℃以上の融点を有する金属等を用い
ることができる。好ましい保護膜材料としては、ＳｉＯ
₂及びＳｉＮが挙げられる。保護膜材料を窒化物半導体
等の表面に形成するには、例えば蒸着、スパッタ、ＣＶ
Ｄ等の気相製膜技術を用いることができる。また、部分
的（選択的）に形成するためには、フォトリソグラフィ
ー技術を用いて、所定の形状を有するフォトマスクを作
製し、そのフォトマスクを介して、前記材料を気相製膜
することにより、所定の形状を有する保護膜を形成でき
る。保護膜の形状は、特に限定されないが、例えばドッ
ト、ストライプ、碁盤面状の形状で形成でき、好ましく
はストライプ状の形状でストライプがオリエンテーショ
ンフラット面（サファイアのＡ面）に垂直になるように
形成される。また保護膜が形成されている表面積は、保
護膜が形成されていない部分の表面積より大きい方が転
位を防止して良好な結晶性を有する窒化物半導体基板を
得ることができる。

【００４６】また、保護膜がストライプ形状である場合
の保護膜のストライプ幅と保護膜が形成されていない部
分（窓部）の幅との関係は、１０：３以上、好ましくは
１６〜１８：３である。保護膜のストライプ幅と窓部の
幅が上記の関係にあると、窒化物半導体が良好の保護膜
を覆い易くなり、且つ転位を良好に防止することができ
る。保護膜のストライプ幅としては、例えば６〜２７μ
ｍ、好ましくは１１〜２４μｍであり、窓部の幅として
は、例えば２〜５μｍ、好ましくは２〜４μｍである。
また、ＥＬＯＧ基板上に素子構造を形成しｐ型窒化物半
導体層の最上層にリッジ形状のストライプを形成する場
合、リッジ形状のストライプが、保護膜上部であって、
且つ保護膜の中心部分を避けて形成されていることがし
きい値を低下させることができ、素子の信頼性を向上さ
せるのに好ましい。このことは、保護膜上部の窒化物半
導体の結晶性は、窓部上部のその結晶性に比べて良好で
あるためしきい値を低下させるのに好ましいからであ
る。また保護膜の中心付近は、窓部から成長した隣接す
る窒化物半導体同士が横方向の成長によって接合する部
分でありこのような接合箇所に空隙の生じる場合があ
り、この空隙の上部にリッジ形状のストライプが形成さ
れると、レーザ素子の動作中に空隙から転位が伝播し易
いため素子の信頼性が劣化する傾向があるからである。

【００４７】保護膜は、異種基板に直接形成されてもよ
いが、低温成長のバッファ層を形成させ、更に高温成長
のバッファ層を成長させた上に、形成させることが転位
を防止するのに好ましい。低温成長のバッファ層として
は、例えばＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、及びＩｎＧａ
Ｎ等のいずれかを９００℃以下２００℃以上の温度で、
膜厚数十オングストローム〜数百オングストロームで成
長させてなるものである。この低温成長のバッファ層
は、異種基板と高温成長のバッファ層との格子定数不正
を緩和し転位の発生を防止するのに好ましい。高温成長
のバッファ層としては、アンドープのＧａＮ、ｎ型不純
物をドープしたＧａＮ、またＳｉをドープしたＧａＮを
用いることができ、好ましくはアンドープのＧａＮであ
る。またこれらの窒化物半導体は、高温、具体的には９
００℃〜１１００℃、好ましくは１０５０℃でバッファ
層上に成長される。膜厚は特に限定されないが、例えば
１〜２０μｍ、好ましくは２〜１０μｍである。

【００４８】次に保護膜を形成した上に、窒化物半導体
を選択成長させてＥＬＯＧ基板を得る。この場合、成長
させる窒化物半導体としては、アンドープのＧａＮ又は
不純物（例えばＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、
Ｃｒ、及びＭｇ）をドープしたＧａＮが挙げられる。成
長温度としては、例えば９００℃〜１１００℃、より具
体的には１０５０℃付近の温度で成長させる。不純物が
ドープされていると転位を抑制するのに好ましい。保護
膜上に成長させる初期は、成長速度をコントロールし易
いＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）等で成長さ
せ、保護膜がＥＬＯＧ成長の窒化物半導体で覆われた後
の成長をＨＶＰＥ（ハライド気相成長法）等で成長させ
てもよい。

【００４９】また、ＧａＮ基板としては、上記方法に加
えて、異種基板上に一旦成長された窒化物半導体に凹凸
を形成し、凹不底部及び／又は凸部上部に保護膜を形成
し、この上から再び窒化物半導体を成長させてなるもの
を用いることができる。また、前記窒化物半導体に凹凸
を形成し保護膜を有さない状態（凹部底部及び凸部上部
に保護膜を形成されていない状態）で、再び窒化物半導
体を形成してなるものを用いることができる。

【００５０】上記のＥＬＯＧ基板上に、素子構造を成長
させる。まず、ｎ型コンタクト層２をＥＬＯＧ基板１上
に成長させる。ｎ型コンタクト層としては、ｎ型不純物
（好ましくはＳｉ）をドープされたＡｌ_hＧａ_1-hＮ（０
＜ｈ＜１）を成長させ、好ましくはｈが０．０１〜０．
０５のＡｌ_hＧａ_1-hＮを成長させる。ｎ型コンタクト層
がＡｌを含む３元混晶で形成されると、ＥＬＯＧ基板１
に微細なクラックが発生していても、微細なクラックの
伝播を防止することができ、更に従来の問題点であった
ＥＬＯＧ基板１とｎ型コンタクト層との格子定数及び熱
膨張係数の相違によるｎ型コンタクト層への微細なクラ
ックの発生を防止することができ好ましい。ｎ型不純物
のドープ量としては、１×１０¹⁸／ｃｍ³〜５×１０¹⁸
／ｃｍ³である。このｎ型コンタクト層２にｎ電極が形
成される。ｎ型コンタクト層２の膜厚としては、１〜１
０μｍである。また、ＥＬＯＧ基板１とｎ型コンタクト
層２との間に、アンドープのＡｌ_hＧａ_1-hＮ（０＜ｈ＜
１）を成長させてもよく、このアンドープの層を成長さ
せると結晶性が良好となり、寿命特性を向上させるのに
好ましい。アンドープｎ型コンタクト層の膜厚は、数μ
ｍである。

【００５１】次に、クラック防止層３をｎ型コンタクト
層２上に成長させる。クラック防止層３としては、Ｓｉ
ドープのＩｎ_jＧａ_1-jＮ（０．０５≦ｊ≦０．２）を成
長させ、好ましくはｊが０．０５〜０．０８のＩｎ_jＧ
ａ_1-jＮを成長させる。このクラック防止層３は、省略
することができるが、クラック防止層３をｎ型コンタク
ト層２上に形成すると、素子内のクラックの発生を防止
するのに好ましい。Ｓｉのドープ量としては、５×１０
¹⁸／ｃｍ³である。また、クラック防止層３を成長させ
る際に、Ｉｎの混晶比を大きく（ｊ≧０．１）すると、
クラック防止層３が、活性層６から発光しｎ型クラッド
層４から漏れ出した光を吸収することができ、レーザ光
のファーフィールドパターンの乱れを防止することがで
き好ましい。クラック防止層の膜厚としては、結晶性を
損なわない程度の厚みであり、例えば具体的には０．０
５〜０．３μｍである。

【００５２】次に、ｎ型クラッド層４をクラック防止層
３上に成長させる。ｎ型クラッド層４としては、前記し
た通りである。

【００５３】次に、ｎ型ガイド層５をｎ型クラッド層４
上に成長させる。ｎ型ガイド層５としては、前記した通
りである。

【００５４】次に、活性層６をｎ型ガイド層５上に成長
させる。活性層としては、前記した通りである。

【００５５】次に、ｐ型電子閉じ込め層７を活性層６上
に成長させる。ｐ型電子閉じ込め層７としては、Ｍｇド
ープのＡｌ_dＧａ_1-dＮ（０＜ｄ≦１）からなる少なくと
も１層以上を成長させてなるものである。好ましくはｄ
が０．１〜０．５のＭｇドープのＡｌ_dＧａ_1-dＮであ
る。ｐ型電子閉じ込め層７の膜厚は、１０〜１０００オ
ングストローム、好ましくは５０〜２００オングストロ
ームである。膜厚が上記範囲であると、活性層６内の電
子を良好に閉じ込めることができ、且つバルク抵抗も低
く抑えることができ好ましい。またｐ型電子閉じ込め層
７のＭｇのドープ量は、１×１０¹⁹／ｃｍ³〜１×１０
²¹／ｃｍ³である。ドープ量がこの範囲であると、バル
ク抵抗を低下させることに加えて、後述のアンドープで
成長させるｐ型ガイド層へＭｇが良好に拡散され、薄膜
層であるｐ型ガイド層８にＭｇを１×１０¹⁶／ｃｍ³〜
１×１０¹⁸／ｃｍ³の範囲で含有させることができる。
またｐ型電子閉じ込め層７は、低温、例えば８５０〜９
５０℃程度の活性層を成長させる温度と同様の温度で成
長させると活性層の分解を防止することができ好まし
い。またｐ型電子閉じ込め層７は、低温成長の層と、高
温、例えば活性層の成長温度より１００℃程度の温度で
成長させる層との２層から構成されていてもよい。この
ように、２層で構成されていると、低温成長の層が活性
層の分解を防止し、高温成長の層がバルク抵抗を低下さ
せるので、全体的に良好となる。またｐ型電子閉じ込め
層７が２層から構成される場合の各層の膜厚は、特に限
定されないが、低温成長層は１０〜５０オングストロー
ム、高温成長層は５０〜１５０オングストロームが好ま
しい。

【００５６】次に、ｐ型ガイド層８をｐ型電子閉じ込め
層７上に成長させる。ｐ型ガイド層８としては、前記し
た通りである。

【００５７】次に、ｐ型クラッド層９をｐ型ガイド層８
に成長させる。ｐ型クラッド層としては、前記した通り
でる。

【００５８】次に、ｐ型コンタクト層１０をｐ型クラッ
ド層９上に成長させる。ｐ型コンタクト層としては、Ｍ
ｇドープのＧａＮからなる窒化物半導体層を成長させて
なるものである。膜厚は１０〜２００オングストローム
である。Ｍｇのドープ量は１×１０¹⁹／ｃｍ³〜１×１
０²²／ｃｍ³である。このよう膜厚とＭｇのドープ量を
調整することにより、ｐ型コンタクト層のキャリア濃度
が上昇し、ｐ電極をのオーミックがとりやすくなる。

【００５９】本発明の素子において、リッジ形状のスト
ライプは、ｐ型コンタクト層からエッチングされてｐ型
コンタクト層よりも下側（基板側）までエッチングされ
ることにより形成される。例えば図１に示すようなｐ型
コンタクト層１０からｐ型クラッド層９の途中までエッ
チングしてなるストライプ、又はｐ型コンタクト層１０
からｎ型コンタクト層２までエッチングしてなるストラ
イプなどが挙げられる。

【００６０】エッチングして形成されたリッジ形状のス
トライプの側面やその側面に連続した窒化物半導体層の
平面に、例えば図１に示すように、レーザ導波路領域の
屈折率より小さい値を有する絶縁膜が形成されている。
ストライプの側面等に形成される絶縁膜としては、例え
ば、屈折率が約１．６〜２．３付近の値を有する、Ｓ
ｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａよりなる群から選択さ
れた少なくとも一種の元素を含む酸化物や、ＢＮ、Ａｌ
Ｎ等が挙げられ、好ましくは、Ｚｒ及びＨｆの酸化物の
いずれか１種以上の元素や、ＢＮである。さらにこの絶
縁膜を介してストライプの最上層にあるｐ型コンタクト
層１０の表面にｐ電極が形成される。エッチングして形
成されるリッジ形状のストライプの幅としては、０．５
〜４μｍ、好ましくは１〜３μｍである。ストライプの
幅がこの範囲であると、水平横モードが単一モードにな
り易く好ましい。また、エッチングがｐ型クラッド層９
とレーザ導波路領域との界面よりも基板側にかけてなさ
れていると、アスペクト比を１に近づけるのに好まし
い。以上のように、リッジ形状のストライプのエッチン
グ量や、ストライプ幅、さらにストライプの側面の絶縁
膜の屈折率などを特定すると、単一モードのレーザ光が
得られ、さらにアスペクト比を円形に近づけるられ、レ
ーザビームやレンズ設計が容易となり好ましい。また本
発明の素子において、ｐ電極やｎ電極等は従来公知の種
々のものを適宜選択して用いることができる。

【００６１】また、本発明において、窒化物半導体の成
長は、ＭＯＶＰＥ（有機金属気相成長法）、ＭＯＣＶＤ
（有機金属化学気相成長法）、ＨＶＰＥ（ハライド気相
成長法）、ＭＢＥ（分子線エピタキシー法）等、窒化物
半導体を成長させるのに知られている全ての方法を適用
できる。

【００６２】

【実施例】以下に本発明の一実施の形態である実施例を
示す。しかし本発明はこれに限定されない。

【００６３】［実施例１］実施例１として、図１に示さ
れる本発明の一実施の形態である窒化物半導体レーザ素
子を製造する。また発明の詳細な説明に記載したよう
に、Ｉｎ組成比の理論値の計算式の値と、量子井戸構造
をとる量子準位の形成による短波長へのシフトなどによ
る実際の発振波長とは異なるために、実施例の活性層の
Ｉｎ組成比は近似的な値である。

【００６４】異種基板として、図３に示すようにステッ
プ状にオフアングルされたＣ面を主面とし、オフアング
ル角θ＝０．１５°、ステップ段差およそ２０オングス
トローム、テラス幅Ｗおよそ８００オングストロームで
あり、オリフラ面をＡ面とし、ステップがＡ面に垂直で
あるサファイア基板を用意する。このサファイア基板を
反応容器内にセットし、温度を５１０℃にして、キャリ
アガスに水素、原料ガスにアンモニアとＴＭＧ（トリメ
チルガリウム）とを用い、サファイア基板上にＧａＮよ
りなる低温成長のバッファ層を２００オングストローム
の膜厚で成長させる。バッファ層成長後、ＴＭＧのみ止
めて、温度を１０５０℃まで上昇させ、１０５０℃にな
ったら、原料ガスにＴＭＧ、アンモニア、シランガスを
用い、アンドープのＧａＮからなる高温成長のバッファ
層を５μｍの膜厚で成長させる。次に、高温成長のバッ
ファ層を積層したウェーハ上にストライプ状のフォトマ
スクを形成し、ＣＶＤ装置によりストライプ幅１８μ
ｍ、窓部の幅３μｍのＳｉＯ₂よりなる保護膜を０．１
μｍの膜厚で形成する。保護膜のストライプ方向はサフ
ァイアＡ面に対して垂直な方向である。保護膜形成後、
ウェーハを反応容器に移し、１０５０℃にて、原料ガス
にＴＭＧ、アンモニアを用い、アンドープのＧａＮより
なる窒化物半導体層を１５μｍの膜厚で成長させＥＬＯ
Ｇ基板１とする。得られたＥＬＯＧ基板１上に以下の素
子構造を積層成長させる。

【００６５】（アンドープｎ型コンタクト層）［図１に
は図示されていない］ ＥＬＯＧ基板１上に、１０５０℃で原料ガスにＴＭＡ
（トリメチルアルミニウム）、ＴＭＧ、アンモニアガス
を用いアンドープのＡｌ_0.05Ｇａ_0.95Ｎよりなるｎ型コ
ンタクト層を１μｍの膜厚で成長させる。 （ｎ型コンタクト層２）次に、同様の温度で、原料ガス
にＴＭＡ、ＴＭＧ及びアンモニアガスを用い、不純物ガ
スにシランガス（ＳｉＨ₄）を用い、Ｓｉを３×１０¹⁸
／ｃｍ³ドープしたＡｌ_0.05Ｇａ_0.95Ｎよりなるｎ型コ
ンタクト層２を３μｍの膜厚で成長させる。成長された
ｎ型コンタクト層２には、微細なクラックが発生してお
らず、微細なクラックの発生が良好に防止されている。
また、ＥＬＯＧ基板１に微細なクラックが生じていて
も、ｎ型コンタクト層２を成長させることで微細なクラ
ックの伝播を防止でき結晶性の良好な素子構造を成長さ
ることができる。結晶性の改善は、ｎ型コンタクト層２
のみの場合より、上記のようにアンドープｎ型コンタク
ト層を成長させることによりより良好となる。

【００６６】（クラック防止層３）次に、温度を８００
℃にして、原料ガスにＴＭＧ、ＴＭＩ（トリメチルイン
ジウム）及びアンモニアを用い、不純物ガスにシランガ
スを用い、Ｓｉを５×１０ ¹⁸／ｃｍ³ドープしたＩｎ
_0.08Ｇａ_0.92Ｎよりなるクラック防止層３を０．１５μ
ｍの膜厚で成長させる。

【００６７】（ｎ型クラッド層４）次に、温度を１０５
０℃にして、原料ガスにＴＭＡ、ＴＭＧ及びアンモニア
を用い、アンドープのＡｌ_0.15Ｇａ_0.86Ｎよりなる第１
の窒化物半導体を２５オングストロームの膜厚で成長さ
せ、続いて、ＴＭＡを止め、不純物ガスとしてシランガ
スを用い、Ｓｉを５×１０¹⁸／ｃｍ³ドープしたＧａＮ
よりなる第３の窒化物半導体を２５オングストロームの
膜厚で成長させる。そして、この操作をそれぞれ１４０
回繰り返して第１の窒化物半導体と第３の窒化物半導体
を積層し、総膜厚７０００オングストロームの多層膜
（超格子構造）よりなるｎ型クラッド層４を成長させ
る。但し、２回目以降の第１の窒化物半導体のＡｌ組成
は、徐々に少なくなるように原料ガスのＴＭＡの流量を
調整して、１４０回目の第１の窒化物半導体には、Ａｌ
組成が含まれないＧａＮとなるようにＡｌ組成が組成傾
斜されている。

【００６８】（ｎ型ガイド層５）次に、温度を８５０℃
にして、原料ガスにＴＭＩ、ＴＭＧ及びアンモニアを用
い、アンドープのＩｎ_dＧａ_1-dＮよりなる第２の窒化物
半導体を２５オングストロームの膜厚で成長させ、続い
て、ＴＭＩを止め、アンドープのＧａＮよりなる第４の
窒化物半導体を２５オングストロームの膜厚で成長させ
る。そして、この操作をそれぞれ４０回繰り返して第２
の窒化物半導体と第４の窒化物半導体を積層し、総膜厚
２０００オングストロームの多層膜層よりなるｎ型ガイ
ド層を成長させる。但し、第２の窒化物半導体のＩｎ組
成比を示すｄの値を、１回目は０とし、２回目以降は徐
々に値を大きくしていき、活性層に最も接近している第
２の窒化物半導体のｄの値が０．１となるように、Ｉｎ
組成が組成傾斜されている。

【００６９】（活性層６）次に、温度を８００℃にし
て、原料ガスにＴＭＩ、ＴＭＧ及びアンモニアを用い、
不純物ガスとしてシランガスを用い、Ｓｉを５×１０¹⁸
／ｃｍ³ドープしたＩｎ_0.01Ｇａ_0.99Ｎよりなる障壁層
を１００オングストロームの膜厚で成長させる。続い
て、シランガスを止め、アンドープのＩｎ_0.3Ｇａ_0.7Ｎ
よりなる井戸層を３０オングストロームの膜厚で成長さ
せる。この操作を４回繰り返し、最後に障壁層を積層し
た総膜厚６２０オングストロームの多重量子井戸構造
（ＭＱＷ）の活性層６を成長させる。

【００７０】（ｐ型電子閉じ込め層７）次に、同様の温
度で、原料ガスにＴＭＡ、ＴＭＧ及びアンモニアを用
い、不純物ガスとしてＣｐ₂Ｍｇ（シクロペンタジエニ
ルマグネシウム）を用い、Ｍｇを１×１０¹⁹／ｃｍ³ド
ープしたＡｌ_0.4Ｇａ_0.6Ｎよりなるｐ型電子閉じ込め層
７を１００オングストロームの膜厚で成長させる。

【００７１】（ｐ型ガイド層８）次に、温度を８５０℃
にして、原料ガスにＴＭＩ、ＴＭＧ及びアンモニアを用
い、アンドープのＩｎ_dＧａ_1-dＮよりなる第２の窒化物
半導体を２５オングストロームの膜厚で成長させ、続い
て、ＴＭＩを止め、不純物ガスとしてＣｐ₂Ｍｇを用
い、Ｍｇを５×１０¹⁸／ｃｍ³ドープしたＧａＮよりな
る第４の窒化物半導体を２５オングストロームの膜厚で
成長させる。そして、この操作をそれぞれ４０回繰り返
して第２の窒化物半導体と第４の窒化物半導体を積層
し、総膜厚２０００オングストロームの多層膜層よりな
るｐ型ガイド層を成長させる。但し、第２の窒化物半導
体のＩｎ組成比を示すｄの値を、１回目は０．１とし、
２回目以降は徐々に値を小さくしていき、活性層に最も
遠い第２の窒化物半導体のｄの値が０となるように、Ｉ
ｎ組成が組成傾斜されている。

【００７２】（ｐ型クラッド層９）次に、温度を９００
℃にして、原料ガスにＴＭＡ、ＴＭＧ及びアンモニアを
用い、アンドープのＡｌ_aＧａ_1-aＮよりなる第１の窒化
物半導体を２５オングストロームの膜厚で成長させ、続
いて、ＴＭＡを止め、不純物ガスとしてＣｐ₂Ｍｇを用
い、Ｍｇを５×１０¹⁸／ｃｍ³ドープしたＧａＮよりな
る第２の窒化物半導体を２５オングストロームの膜厚で
成長させる。そして、この操作をそれぞれ１４０回繰り
返して第１の窒化物半導体と第３の窒化物半導体を積層
し、総膜厚７０００オングストロームの多層膜（超格子
構造）よりなるｐ型クラッド層９を成長させる。但し、
第１の窒化物半導体のＡｌ組成比を示すａの値を、１回
目は０とし、２回目以降は徐々にａの値を大きくしてい
き、活性層に最も遠い第１の窒化物半導体のａの値が
０．１５となるように、Ａｌ組成が組成傾斜されてい
る。

【００７３】（ｐ型コンタクト層１０）次に、同様の温
度で、原料ガスにＴＭＧ及びアンモニアを用い、不純物
ガスとしてＣｐ₂Ｍｇを用い、Ｍｇを１×１０²⁰／ｃｍ³
ドープしたＧａＮよりなるｐ型コンタクト層１０を１５
０オングストロームの膜厚で成長させる。

【００７４】反応終了後、反応容器内において、ウエハ
を窒素雰囲気中、７００℃でアニーリングを行い、ｐ型
層を更に低抵抗化する。アニーリング後、ウエハを反応
容器から取り出し、最上層のｐ側コンタクト層の表面に
ＳｉＯ₂よりなる保護膜を形成して、ＲＩＥ（反応性イ
オンエッチング）を用いＳｉＣｌ₄ガスによりエッチン
グし、図４に示すように、ｎ電極を形成すべきｎ側コン
タクト層２の表面を露出させる。次に図４（ａ）に示す
ように、最上層のｐ側コンタクト層１０のほぼ全面に、
ＰＶＤ装置により、Ｓｉ酸化物（主として、ＳｉＯ₂）
よりなる第１の保護膜６１を０．５μｍの膜厚で形成し
た後、第１の保護膜６１の上に所定の形状のマスクをか
け、フォトレジストよりなる第３の保護膜６３を、スト
ライプ幅１．８μｍ、厚さ１μｍで形成する。次に、図
４（ｂ）に示すように第３の保護膜６３形成後、ＲＩＥ
（反応性イオンエッチング）装置により、ＣＦ₄ガスを
用い、第３の保護膜６３をマスクとして、前記第１の保
護膜をエッチングして、ストライプ状とする。その後エ
ッチング液で処理してフォトレジストのみを除去するこ
とにより、図４（ｃ）に示すようにｐ側コンタクト層１
０の上にストライプ幅１．８μｍの第１の保護膜６１が
形成できる。

【００７５】さらに、図４（ｄ）に示すように、ストラ
イプ状の第１の保護膜６１形成後、再度ＲＩＥによりＳ
ｉＣｌ₄ガスを用いて、ｐ側コンタクト層１０、および
ｐ側クラッド層９をエッチングして、ストライプ幅１．
８μｍのリッジ形状のストライプを形成する。但し、リ
ッジ形状のストライプは、図１に示すように、ＥＬＯＧ
成長を行う際に形成した保護膜の上部で且つ保護膜の中
心部分を避けるように形成される。リッジストライプ形
成後、ウェーハをＰＶＤ装置に移送し、図４（ｅ）に示
すように、Ｚｒ酸化物（主としてＺｒＯ₂）よりなる第
２の保護膜６２を、第１の保護膜６１の上と、エッチン
グにより露出されたｐ側クラッド層９の上に０．５μｍ
の膜厚で連続して形成する。このようにＺｒ酸化物を形
成すると、ｐ−ｎ面の絶縁をとるためと、横モードの安
定を図ることができ好ましい。次に、ウェーハをフッ酸
に浸漬し、図４（ｆ）に示すように、第１の保護膜６１
をリフトオフ法により除去する。

【００７６】次に図４（ｇ）に示すように、ｐ側コンタ
クト層１０の上の第１の保護膜６１が除去されて露出し
たそのｐ側コンタクト層の表面にＮｉ／Ａｕよりなるｐ
電極２０を形成する。但しｐ電極２０は１００μｍのス
トライプ幅として、この図に示すように、第２の保護膜
６２の上に渡って形成する。第２の保護膜６２形成後、
図１に示されるように露出させたｎ側コンタクト層２の
表面にはＴｉ／Ａｌよりなるｎ電極２１をストライプと
平行な方向で形成する。

【００７７】以上のようにして、ｎ電極とｐ電極とを形
成したウェーハのサファイア基板を研磨して７０μｍと
した後、ストライプ状の電極に垂直な方向で、基板側か
らバー状に劈開し、劈開面（１１−００面、六角柱状の
結晶の側面に相当する面＝Ｍ面）に共振器を作製する。
共振器面にＳｉＯ₂とＴｉＯ₂よりなる誘電体多層膜を形
成し、最後にｐ電極に平行な方向で、バーを切断して図
１に示すようなレーザ素子とする。なお共振器長は３０
０〜５００μｍとすることが望ましい。得られたレーザ
素子をヒートシンクに設置し、それぞれの電極をワイヤ
ーボンディングして、室温でレーザ発振を試みた。その
結果、室温においてしきい値２．５ｋＡ／ｃｍ²、しき
い値電圧５Ｖで、発振波長がほぼ４５５ｎｍの連続発振
が確認され、室温で１０００時間以上の寿命を示す。

【００７８】［実施例２］実施例１において、ｐ型ガイ
ド層及びｐ型クラッド層を以下のようにする他は同様に
して、レーザ素子を作製する。

【００７９】（ｐ型ガイド層８）温度を８５０℃にし
て、原料ガスにＴＭＩ、ＴＭＧ及びアンモニアを用い、
不純物ガスとしてＣｐ₂Ｍｇを用い、Ｍｇを１×１０¹⁸
／ｃｍ³ドープしたＩｎ_0.1Ｇａ_0.9Ｎよりなる１回目の
第２の窒化物半導体を５０オングストロームの膜厚で成
長させ、続いて、１回目の第２の窒化物半導体よりＩｎ
組成が少なくなるように原料ガスの流量を調整する他は
同様にして、Ｍｇを１×１０¹⁸／ｃｍ³ドープしたＩｎ
ＧａＮよりなる２回目の第２の窒化物半導体を５０オン
グストロームの膜厚で成長させる。このように第２の窒
化物半導体のＩｎ組成が徐々に少なくなるように操作を
繰り返し、活性層から最も遠い第２の窒化物半導体には
Ｉｎ組成が含まれないＧａＮとして、Ｉｎ組成の異なる
複数の第２の窒化物半導体を積層し、総膜厚７５０オン
グストロームの、Ｉｎ組成の組成傾斜されているｐ型ガ
イド層を成長させる。

【００８０】（ｐ型クラッド層９）次に、温度を９００
℃にして、原料ガスにＴＭＧ及びアンモニアを用い、不
純物ガスとしてＣｐ₂Ｍｇを用い、Ｍｇを５×１０¹⁸／
ｃｍ³ドープしたＧａＮよりなる１回目の第１の窒化物
半導体を２５オングストロームの膜厚で成長させ、続い
て、原料ガスとしてＴＭＡを加える他は同様にして、Ｍ
ｇを５×１０¹⁸／ｃｍ ³ドープしたＡｌ_aＧａ_1-aＮより
なる２回目の第１の窒化物半導体を２５オングストロー
ムの膜厚で成長させる。このように第１の窒化物半導体
のＡｌ組成が徐々に多くなるように操作を繰り返し、活
性層から最も遠い第１の窒化物半導体がＡｌ_0.2Ｇａ_0.8
Ｎとなるようにして、Ａｌ組成の異なる複数の第１の窒
化物半導体を積層し、総膜厚５０００オングストローム
の、Ａｌ組成の組成傾斜されているｐ型クラッド層９を
成長させる。得られたレーザ素子は、実施例１とほぼ同
様に良好なレーザ発振をした。

【００８１】［実施例３］実施例１において、ｎ型及び
ｐ型ガイド層及びｎ型及びｐ型クラッド層を以下のよう
にする他は同様にして、レーザ素子を作製する。

【００８２】（ｎ型クラッド層４）温度を１０５０℃に
して、原料ガスにＴＭＡ、ＴＭＧ及びアンモニアを用
い、不純物ガスとしてシランガスを用い、Ｓｉを５×１
０¹⁸／ｃｍ³ドープしたＡｌ_{0 .2}Ｇａ_0.86Ｎよりなる１回
目の第１の窒化物半導体を２５オングストロームの膜厚
で成長させ、続いて、１回目の第１の窒化物半導体より
Ａｌ組成が少ない他は同様にして、Ｓｉを５×１０¹⁸／
ｃｍ³ドープした２回目の第１の窒化物半導体を成長さ
せる。このようにＡｌ組成が徐々に少なくなるように操
作を繰り返し、活性層に最も接近している第１の窒化物
半導体がＡｌ組成を含まないＧａＮとして、Ａｌ組成の
異なる複数の第１の窒化物半導体を積層し、総膜厚７０
００オングストロームの、Ａｌ組成の組成傾斜されてい
るｎ型クラッド層を成長させる。

【００８３】（ｎ型ガイド層５）温度を８５０℃にし
て、原料ガスにＴＭＧ及びアンモニアを用い、アンドー
プのＧａＮよりなる１回目の第２の窒化物半導体を３０
オングストロームの膜厚で成長させ、続いて、原料ガス
としてＴＭＩを加える他は同様にして、Ｉｎ組成が少し
含まれるアンドープのＩｎＧａＮよりなる２回目の第２
の窒化物半導体を３０オングストロームの膜厚で成長さ
せる。このように第２の窒化物半導体のＩｎ組成が徐々
に多くなるように操作を繰り返し、活性層に最も接近し
ている第２の窒化物半導体にはＩｎ_0.1Ｇａ_0.9Ｎからな
る第２の窒化物半導体を成長させ、Ｉｎ組成の異なる複
数の第２の窒化物半導体を積層し、総膜厚７５０オング
ストロームの、Ｉｎ組成の組成傾斜されているｎ型ガイ
ド層を成長させる。

【００８４】（ｐ型ガイド層８）ｐ型ガイド層として
は、前記実施例２と同様のものを成長させる。

【００８５】（ｐ型クラッド層９）ｐ型クラッド層とし
ては、前記実施例２と同様のものを成長させる。

【００８６】得られたレーザ素子は、実施例１に比較す
ると、寿命特性がやや低下するが、実施例１とほぼ同様
に良好なレーザ発振をした。また、多層膜層を形成して
いないので、実施例１に比べて成長時間が短縮できる。

【００８７】［実施例４］実施例３において、ｐ型クラ
ッド層を以下のようにする他は同様にして、レーザ素子
を作製する。

【００８８】（ｐ型クラッド層９）次に、同様の温度
で、原料ガスにＴＭＡ、ＴＭＧ及びアンモニアを用い、
アンドープのＡｌ_0.1Ｇａ_0.9ＮよりなるＡ層を２５オン
グストロームの膜厚で成長させ、続いて、ＴＭＡを止
め、不純物ガスとしてＣｐ₂Ｍｇを用い、Ｍｇを５×１
０¹⁸／ｃｍ³ドープしたＧａＮよりなるＢ層を２５オン
グストロームの膜厚で成長させる。そして、この操作を
それぞれ１００回繰り返してＡ層とＢ層とを積層し、総
膜厚５０００オングストロームの多層膜（超格子構造）
よりなるｐ型クラッド層９を成長させる。

【００８９】得られたレーザ素子は、実施例３とほぼ同
様に良好なレーザ発振をおこなうことができる。

【００９０】［実施例５］実施例３において、ｎ型ガイ
ド層及びｐ型クラッド層を以下のようにする他は同様に
して、レーザ素子を作製する。

【００９１】（ｎ型ガイド層５）次に、同様の温度で、
原料ガスにＴＭＧ及びアンモニアを用い、アンドープの
ＧａＮよりなるｎ型ガイド層を０．０７５μｍの膜厚で
成長させる。

【００９２】（ｐ型クラッド層）ｐ型クラッド層は、上
記実施例４と同様のものを成長させる。

【００９３】得られたレーザ素子は、実施例３とほぼ同
様に良好なレーザ発振をおこなうことができる。

【００９４】［実施例６］実施例３において、ｐ型ガイ
ド層及びｐ型クラッド層を以下のようにする他は同様に
して、レーザ素子を作製する。

【００９５】（ｐ型ガイド層８）次に、温度を８００℃
にして、原料ガスにＴＭＩ、ＴＭＧ及びアンモニアを用
い、アンドープのＩｎ_0.2Ｇａ_0.8Ｎよりなる第２の窒化
物半導体を５０オングストロームの膜厚で成長させ、続
いて、ＴＭＩを止め、不純物ガスとしてＣｐ₂Ｍｇを用
い、Ｍｇを５×１０¹⁸／ｃｍ³ドープしたＧａＮよりな
る第４の窒化物半導体を５０オングストロームの膜厚で
成長させる。そして、この操作をそれぞれ２０回繰り返
して第２の窒化物半導体と第４の窒化物半導体を積層
し、総膜厚２０００オングストロームの多層膜層よりな
るｐ型ガイド層を成長させる。但し、第２の窒化物半導
体のＩｎ組成は組成傾斜していない。

【００９６】（ｐ型クラッド層）ｐ型クラッド層は、上
記実施例４と同様のものを成長させる。

【００９７】得られたレーザ素子は、実施例３に比較す
ると、やや寿命特性が低下するものの、実施例３とほぼ
同様に良好なレーザ発振をおこなうことができる。

【００９８】［実施例７］実施例１において、ｐ型電子
閉じ込め層７を以下のように２層から構成させる他は同
様にして窒化物半導体レーザ素子を作製する。 （ｐ型電子閉じ込め層７）温度を８００℃にして、原料
ガスにＴＭＡ、ＴＭＧ及びアンモニアを用い、不純物ガ
スとしてＣｐ₂Ｍｇ（シクロペンタジエニルマグネシウ
ム）を用い、Ｍｇを５×１０¹⁸／ｃｍ³ドープしたＡｌ
_0.4Ｇａ_0.6Ｎよりなる低温成長のＡ層を３０オングスト
ロームの膜厚で成長させ、続いて温度を９００℃にし
て、Ｍｇを５×１０¹⁸／ｃｍ³ドープしたＡｌ_0.4Ｇａ
_0.6Ｎよりなる高温成長のＢ層を７０オングストローム
の膜厚で成長させてなる低温成長のＡ層と高温成長のＢ
層との２層からなるｐ型電子閉じ込め層７を成長させ
る。得られたレーザ素子は、実施例１と同様に長波長の
レーザ光の発振し良好な寿命特性を有する。

【００９９】［実施例８］実施例１において、クラック
防止層３を成長させる際に、Ｉｎの組成比を０．２とし
て、Ｓｉを５×１０¹⁸／ｃｍ³ドープしたＩｎ_0.2Ｇａ
_0.8Ｎよりなるクラック防止層３を０．１５μｍの膜厚
で成長させる他は同様にしてレーザ素子を作製する。得
られたレーザ素子は、実施例１と同様に長波長のレーザ
光の発振し良好な寿命特性を有し、更に活性層６で発光
しｎ型クラッド層から漏れだした光が良好にレーザ素子
内（クラッド防止層３）で吸収され、ファーフィールド
パターンが実施例１より良好になる。

【０１００】

【発明の効果】本発明は、上記のようにガイド層及びク
ラッド層を組成傾斜させて成長させることにより、結晶
にかかる歪みを緩和し、ガイド層や活性層等の結晶性を
向上させ、長波長のレーザ光を得ることができる窒化物
半導体レーザ素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施の形態である窒化物半
導体レーザ素子を示す模式的断面図である。

【図２】図２は、サファイアの面方位を示すユニットセ
ル図である。

【図３】図３は、オフアングルした異種基板の部分的な
形状を示す模式的断面図である。

【図４】図４は、リッジ形状のストライプを形成する一
実施の形態である方法の各工程におけるウエハの部分的
な構造を示す模式的断面図である。

【符号の説明】

１・・・窒化物半導体基板 ２・・・ｎ型コンタクト層 ３・・・クラック防止層 ４・・・ｎ型クラッド層 ５・・・ｎ型ガイド層 ６・・・活性層 ７・・・ｐ型電子閉じ込め層 ８・・・ｐ型ガイド層 ９・・・ｐ型クラッド層 １０・・・ｐ型コンタクト層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に、少なくともｎ型クラッド層、
   ｎ型ガイド層、活性層、ｐ型ガイド層及びｐ型クラッド
   層を有する窒化物半導体レーザ素子において、前記ｎ型
   及び／又はｐ型クラッド層が、活性層に接近するにつれ
   て、Ａｌ組成が少なくなるように組成傾斜されているＡ
   ｌ_aＧａ_1-aＮ（０≦ａ＜１）を有する第１の窒化物半導
   体を含んでなり、前記活性層が、Ｉｎ_bＧａ_1-bＮ（０≦
   ｂ＜１）を含んでなる量子井戸構造であり、前記ｎ型及
   び／又はｐ型ガイド層が、活性層に接近するにつれて、
   Ｉｎの組成が多くなるように組成傾斜され、但しＩｎの
   組成が活性層の井戸層のＩｎの組成より少ないようにさ
   れているＩｎ_dＧａ_1-dＮ（０≦ｄ＜１）を有する第２の
   窒化物半導体を含んでなることを特徴とする窒化物半導
   体レーザ素子。
2. 【請求項２】 前記ｎ型及び／又はｐ型クラッド層が、
   前記組成傾斜されている第１の窒化物半導体と、第１の
   窒化物半導体と組成の異なる第３の窒化物半導体とを積
   層してなる多層膜層であることを特徴とする請求項１に
   記載の窒化物半導体レーザ素子。
3. 【請求項３】 前記ｎ型及び／又はｐ型ガイド層が、前
   記組成傾斜されている第２の窒化物半導体と、第２の窒
   化物半導体と組成の異なる第４の窒化物半導体とを積層
   してなる多層膜層であることを特徴とする請求項１又は
   ２に記載の窒化物半導体レーザ素子。