JP2001160650A - 半導体発光素子 - Google Patents

半導体発光素子

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JP2001160650A JP2000276205A JP2000276205A JP2001160650A JP 2001160650 A JP2001160650 A JP 2001160650A JP 2000276205 A JP2000276205 A JP 2000276205A JP 2000276205 A JP2000276205 A JP 2000276205A JP 2001160650 A JP2001160650 A JP 2001160650A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 素子特性の再現性が高くかつ歩留りが向上し
た半導体発光素子を提供することである。 【解決手段】 第１コンタクト層４の一部側面およびｎ
側電極１３２を除く電極形成面１１、各層５〜８の側
面、第２クラッド層８の上面ならびにリッジ部１０の側
面にＳｉＮx 膜１２ａが形成される。ＳｉＮx 膜１２ａ
上にＳｉＯy 膜１２ｂが形成される。ＳｉＮx 膜１２ａ
およびＳｉＯy 膜１２ｂにより誘電体膜１２Ａが構成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＧａＮ（窒化ガリ
ウム）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＩｎＮ（窒化イ
ンジウム）、ＢＮ（窒化ホウ素）もしくはＴｌＮ（窒化
タリウム）またはこれらの混晶等のIII −Ｖ族窒化物系
半導体（以下、窒化物系半導体と呼ぶ）からなる化合物
半導体層を有する半導体発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高密度・大容量の光ディスクシス
テムに用いられる記録あるいは再生用の光源として、青
色または紫色の光を発する窒化物系半導体レーザ素子の
研究開発が活発化している。
【０００３】図８は、従来の窒化物系半導体レーザ素子
の構成を示す模式的断面図である。図８の半導体レーザ
素子は、サファイア基板１のＣ面上に、ＭＯＣＶＤ（有
機金属化学的気相堆積法）によりアンドープのＡｌＧａ
Ｎからなるバッファ層２、アンドープのＧａＮ層３、ｎ
−ＧａＮからなる第１コンタクト層４、ｎ−ＩｎＧａＮ
からなるクラック防止層５、ｎ−ＡｌＧａＮからなる第
１クラッド層６、ＩｎＧａＮ多層膜からなる発光層７、
ｐ−ＡｌＧａＮからなる第２クラッド層８、ｐ−ＧａＮ
からなる第２コンタクト層９が順に積層されてなる。
【０００４】第２コンタクト層９の上面から第２クラッ
ド層８の所定の深さまで一部の領域が除去されてリッジ
部１０が形成される。また、第２クラッド層８から第１
コンタクト層４の所定の深さまで一部の領域が除去され
て電極形成面１１が形成される。
【０００５】また、第２コンタクト層９の上面にはｐ側
電極１３１が形成される。第１コンタクト層４の電極形
成面１１にはｎ側電極１３２が形成されている。
【０００６】電流が流れる領域を制限し、レーザ発振に
十分な光密度を得るためにＳｉＯ2あるいはＳｉＮから
なる誘電体膜１２が設けられている。誘電体膜１２は、
リッジ部１０の両側面、第２クラッド層８の平坦面、第
２クラッド層８から第１コンタクト層４に至る側面なら
びに第１コンタクト層４の上面に形成される。
【０００７】この誘電体膜１２は、ｐ側電極１３１とｎ
側電極１３２との間の電気的短絡を防止する機能を兼ね
ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】誘電体膜１２としてＳ
ｉＯ2 膜を用いると、窒化物系半導体とＳｉＯ2 膜との
密着性が不十分なため、誘電体膜の割れや剥離といった
問題が発生する。そのため歩留りが低くなる。
【０００９】一方、誘電体膜１２としてＳｉＮ膜を用い
る場合には、Ｎ（窒素）含有量が成膜条件に強く依存す
るので、数百ｎｍ程度の厚みを有するＳｉＮ膜を再現性
よく形成することが困難である。そのため、ＳｉＮ膜の
Ｎ含有量により開口部を形成する際のエッチング速度が
変化し、素子特性の再現性が低くなる。
【００１０】なお、ＳｉＮ膜の膜厚を薄くすると、エッ
チング速度のばらつきの影響が低減されるが、段差部を
完全に覆うことが困難になる。また、ＳｉＮ膜の膜厚が
３０ｎｍ以下と薄くなると、ピンホールが存在するた
め、耐圧が低くなり、リーク電流が発生する。
【００１１】本発明の目的は、素子特性の再現性が高く
かつ歩留りが向上した半導体発光素を提供することであ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明に係る半導体発光素子は、発光層を含む窒化物系半
導体層の表面に誘電体膜が形成された半導体発光素子に
おいて、誘電体膜は、窒化物系半導体層との界面側に窒
化物を含みかつ窒化物系半導体層と反対側に酸化物を含
むものである。
【００１３】本発明に係る半導体発光素子においては、
窒化物系半導体層の表面に窒化物が接する。また、窒化
物系半導体層の反対側の表面には酸化物が含まれてい
る。そのため、窒化物により誘電体膜と窒化物系半導体
層との密着性が良好となり、誘電体膜の割れおよび剥離
が防止される。また、酸化物により誘電体膜のエッチン
グ速度が均一となり、誘電体膜の加工精度が高くなる。
その結果、素子特性の再現性が高くなり、かつ歩留りが
向上する。
【００１４】誘電体膜は、窒化膜および酸化膜を順に含
んでもよい。この場合、窒化膜により誘電体膜と窒化物
系半導体層との密着性が向上し、酸化膜により誘電体膜
のエッチング速度の均一性が確保される。
【００１５】誘電体膜は、窒化膜と酸化膜との間に窒素
および酸素を含有する化合物膜をさらに含んでもよい。
この場合、化合物膜により窒化膜と酸化膜との密着性が
良好となる。
【００１６】化合物膜は、窒化膜との界面側から酸化膜
との界面側に向かって窒素の含有量が漸次減少しかつ酸
素の含有量が漸次増加する傾斜組成を有してもよい。そ
れにより、窒化膜と酸化膜との密着性がさらに向上す
る。
【００１７】窒化膜は窒化珪素膜または窒化チタン膜で
あり、酸化膜は酸化珪素膜または酸化チタン膜であって
もよい。この場合、上記の誘電体膜を容易に形成するこ
とができる。
【００１８】誘電体膜は、窒素および酸素を含有する化
合物膜を含み、化合物膜は窒化物系半導体層との界面側
から反対側へ向かって窒素の含有量が漸次減少しかつ酸
素の含有量が漸次増加する傾斜組成を有してもよい。
【００１９】この場合、化合物膜中の窒素の含有量の多
い領域により窒化物系半導体層と誘電体膜との密着性が
向上し、化合物膜中の酸素の含有量の多い領域により誘
電体膜のエッチング速度の均一性が確保される。
【００２０】化合物膜は珪素またはチタンと窒素と酸素
との化合物膜であってもよい。この場合、化合物膜を容
易に形成することができる。
【００２１】第２の発明に係る半導体発光素子は、発光
層を含む窒化物系半導体層の表面に誘電体膜が形成され
た半導体発光素子において、誘電体膜は、窒化物系半導
体層との界面側に窒素および酸素を含有する化合物を含
みかつ窒化物系半導体層と反対側に酸化物を含むもので
ある。
【００２２】本発明に係る半導体発光素子においては、
窒化物系半導体層の表面に窒素および酸素を含有する化
合物が接する。また、窒化物系半導体層と反対側の表面
には酸化物が含まれている。そのため、化合物により誘
電体膜と窒化物系半導体層との密着性が良好となり、誘
電体膜の割れおよび剥離が防止される。また、酸化物に
より誘電体膜のエッチング速度が均一となり、誘電体膜
の加工精度が高くなる。その結果、素子特性の再現性が
高くなり、かつ歩留りが向上する。
【００２３】誘電体膜は、化合物膜および酸化膜を含
み、化合物膜は、窒化物系半導体層との界面側から反対
側へ向かって窒素の含有量が漸次減少しかつ酸素の含有
量が漸次増加する傾斜組成を有してもよい。
【００２４】この場合、化合物膜中の窒素の含有量の多
い領域により窒化物系半導体層と誘電体膜との密着性が
向上し、酸化膜により誘電体膜のエッチング速度の均一
性が確保される。
【００２５】化合物膜は珪素またはチタンと窒素と酸素
との化合物膜であり、酸化膜は酸化珪素膜または酸化チ
タン膜であってもよい。この場合、化合物膜および酸化
膜を容易に形成することができる。
【００２６】第３の発明に係る半導体発光素子は、発光
層を含む窒化物系半導体層の表面に誘電体膜が形成され
た半導体発光素子において、誘電体膜は、窒化物系半導
体層との界面側に窒化物を含みかつ窒化物系半導体層と
反対側に窒素および酸素を含有する化合物を含むもので
ある。
【００２７】本発明に係る半導体発光素子においては、
窒化物系半導体層の表面に窒化物が接する。また、窒化
物系半導体層と反対側の表面には窒素および酸素を含有
する化合物が含まれている。そのため、窒化物により誘
電体膜と窒化物系半導体層との密着性が良好となり、誘
電体膜の割れおよび剥離が防止される。また、化合物に
より誘電体膜のエッチング速度が均一となり、誘電体膜
の加工精度が高くなる。その結果、素子特性の再現性が
高くなり、かつ歩留りが向上する。
【００２８】誘電体膜は、窒化膜および化合物膜を含
み、化合物膜は、窒化物系半導体層との界面側から反対
側へ向かって窒素の含有量が漸次減少しかつ酸素の含有
量が漸次増大する傾斜組成を有してもよい。
【００２９】この場合、窒化膜により誘電体膜と窒化物
系半導体層との密着性が向上し、化合物膜中の酸素の含
有量の多い領域により誘電体膜のエッチング速度の均一
性が確保される。
【００３０】窒化膜は窒化珪素膜または窒化チタン膜で
あり、化合物膜は珪素またはチタンと窒素と酸素との化
合物膜であってもよい。この場合、窒化膜および化合物
膜を容易に形成することができる。
【００３１】窒化物系半導体層は、発光層上に形成され
たクラッド層をさらに含み、クラッド層は、平坦部およ
びその平坦部上のリッジ部を有し、誘電体膜は、クラッ
ド層の平坦部上およびリッジ部の側面に形成されてもよ
い。
【００３２】この場合、半導体発光素子としての半導体
レーザ素子の動作電流を低減するとともに歩留りを向上
させることができる。
【００３３】リッジ部の側面に凹凸が形成され、クラッ
ド層の平坦部上およびリッジ部の側面に誘電体膜が形成
されてもよい。
【００３４】この場合、リッジ部の側面に形成された凹
凸により誘電体膜と窒化物系半導体層との密着性がさら
に向上する。そのため、誘電体膜の割れまたは剥離が十
分に防止され、無効電流がより低減される。
【００３５】窒化物系半導体層は、発光層下に設けられ
た第１導電型半導体層と、発光層上に設けられた第２導
電型半導体層とをさらに含み、窒化物系半導体層の一部
領域が除去されて第１導電型半導体層の一部が露出し、
第１導電型半導体層の露出した領域に第１の電極が形成
され、第２導電型半導体層上に第２の電極が形成され、
誘電体膜は第１の電極と第２の電極との間における窒化
物系半導体層の表面に形成されてもよい。
【００３６】この場合、半導体発光素子の第１および第
２の電極間の絶縁性を確実にすることができるとともに
歩留りを向上させることができる。
【００３７】第４の発明に係る半導体発光素子は、窒化
物系半導体からなる発光層上に、窒化物系半導体からな
りかつ平坦部およびその平坦部上のリッジ部を有するク
ラッド層が形成され、クラッド層のリッジ部の側面に凹
凸が形成され、クラッド層の平坦部上およびリッジ部の
側面に誘電体膜が形成されたものである。
【００３８】本発明に係る半導体発光素子においては、
リッジ部の側面に形成された凹凸により誘電体膜と窒化
物系半導体との密着性が向上する。そのため、誘電体膜
の割れまたは剥離が防止され、無効電流が低減される。
【００３９】誘電体膜は、窒化物系半導体層との界面側
に窒化物を含みかつ窒化物系半導体層と反対側に酸化物
を含んでもよい。この場合、窒化物により誘電体膜と窒
化物系半導体層との密着性がさらに向上するとともに、
酸化膜により誘電体膜のエッチング速度の均一性が確保
される。その結果、素子特性の再現性が高くなるととも
に、歩留りがさらに向上する。
【００４０】誘電体膜は、窒化物系半導体層との界面側
に窒素および酸素を含有する化合物を含みかつ窒化物系
半導体層と反対側に酸化物を含んでもよい。この場合、
化合物により誘電体膜と窒化物系半導体層との密着性が
さらに向上するとともに、酸化物により誘電体膜のエッ
チング速度の均一性が確保される。その結果、素子特性
の再現性が高くなるとともに、歩留りがさらに向上す
る。
【００４１】誘電体膜は、窒化物系半導体層との界面側
に窒化物を含みかつ窒化物系半導体層と反対側に窒素お
よび酸素を含有する化合物を含んでもよい。この場合、
窒化物により誘電体膜と窒化物系半導体層との密着性が
さらに向上するとともに、化合物により誘電体膜のエッ
チング速度の均一性が確保される。その結果、素子特性
の再現性が高くなるとともに、歩留りがさらに向上す
る。
【００４２】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１は、本
発明の第１の実施の形態における窒化物系半導体レーザ
素子の構成を示す模式的断面図である。
【００４３】図１の半導体レーザ素子は、リッジ導波型
半導体レーザ素子である。図１の半導体レーザ素子は、
サファイア基板１上のＣ面上に、ＭＯＣＶＤ法により、
アンドープのＡｌ0.5 Ｇａ0.5 Ｎからなるバッファ層
２、アンドープのＧａＮからなるＧａＮ層３、ｎ−Ｇａ
Ｎからなる第１コンタクト層４、ｎ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9
Ｎからなるクラック防止層５、ｎ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎ
からなる第１クラッド層６、後述する多重量子井戸構造
の発光層７、ｐ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなる第２クラ
ッド層８、およびｐ−ＧａＮからなる第２コンタクト層
９が順に積層されてなる。
【００４４】導電型をｎ型にするためにＳｉがドープさ
れている。また、導電型をｐ型にするためにＭｇがドー
プされている。
【００４５】第２コンタクト層９の上面から第２クラッ
ド層８の所定の深さまで反応性イオンエッチングまたは
反応性イオンビームエッチングにより一部の領域が除去
されてストライプ状のリッジ部１０が形成される。第２
クラッド層８の上面から第１コンタクト層４の所定の深
さまで反応性イオンエッチングまたは反応性イオンビー
ムエッチングにより一部の領域が除去され、第１コンタ
クト層４の電極形成面１１が形成される。
【００４６】リッジ部１０の両側面、第２クラッド層８
の平坦面および側面、発光層７の側面、第１クラッド層
６の側面、クラック防止層５の側面、第１コンタクト層
４の一部側面ならびにｎ側電極１３２が形成されている
領域を除く電極形成面１１にＳｉＮx 膜１２ａ（ｘはほ
ぼ１）が形成されている。また、ＳｉＮx 膜１２ａの上
に、ＳｉＯy 膜１２ｂ（ｙはほぼ２）が形成されてい
る。誘電体膜１２ＡはＳｉＮx 膜１２ａおよびＳｉＯy
膜１２ｂからなる。
【００４７】また、第２コンタクト層９の上面にはｐ側
電極１３１が形成され、第１コンタクト層４の電極形成
面１１にはｎ側電極１３２が形成されている。
【００４８】図２は、多重量子井戸構造の発光層の構造
を示す模式的断面図である。発光層７は、第１クラッド
層６上に形成されたｎ−ＧａＮからなる第１光ガイド層
７１、第１光ガイド層７１上に形成された活性層７２、
および活性層７２上に形成されたｐ−ＧａＮからなる第
２光ガイド層７３からなる。活性層７２は、ｎ−Ｉｎ
0.02Ｇａ0.98Ｎからなるバリア層７２１，７２３，７２
５，７２７と、ｎ−Ｉｎ 0.10Ｇａ0.90Ｎからなる井戸層
７２２，７２４，７２６とが交互に積層されてなる。
【００４９】図１の半導体レーザ素子においては、Ｓｉ
Ｏy 膜１２ｂによりエッチング速度の再現性が確保さ
れ、それにより誘電体膜１２Ａの加工精度が高くなる。
また、ＳｉＮx 膜１２ａにより誘電体膜１２Ａと各層４
〜９との密着性が良くなる。それにより、誘電体膜１２
Ａに亀裂が発生しにくくなり、リーク電流が減少する。
その結果、図１の半導体発光素子は、動作電流が低減さ
れ、製造歩留りが高くなっている。
【００５０】（第２の実施の形態）図３は本発明の第２
の実施の形態における窒化物系半導体レーザ素子の構成
を示す模式的断面図である。図３に示す第２の実施の形
態の窒化物系半導体レーザ素子の構成は、誘電体膜を除
き図１に示す第１の実施の形態の窒化物系半導体レーザ
素子の構成と同様である。
【００５１】図３に示す窒化物系半導体レーザ素子は、
図１の窒化物系半導体レーザ素子の誘電体膜１２Ａの代
わりに誘電体膜１２Ｂを備える。
【００５２】誘電体膜１２Ｂは、ＳｉＮx 膜１１２ａ
（ｘはほぼ１）、ＳｉＮx1Ｏy1膜１１２ｂ（ｘ１はほぼ
０．５、ｙ１はほぼ１）およびＳｉＯy 膜１１２ｃ（ｙ
はほぼ２）からなる。
【００５３】リッジ部１０の両側面、第２クラッド層８
の平坦面および側面、発光層７の側面、第１クラッド層
６の側面、クラック防止層５の側面、第１コンタクト層
４の一部側面ならびにｎ側電極１３２が形成されている
領域を除く電極形成面１１にＳｉＮx 膜１１２ａが形成
される。また、ＳｉＮx 膜１１２ａ上にＳｉＮx1Ｏy1膜
１１２ｂ（ｘ１はほぼ０．５、ｙ１はほぼ１）が形成さ
れ、ＳｉＮx1Ｏy1膜１１２ｂ上にＳｉＯy 膜１１２ｃ
（ｙはほぼ２）が形成される。
【００５４】このように、ＳｉＮx 膜１１２ａとＳｉＯ
y 膜１１２ｃとの間に窒素および酸素を含むＳｉＮx1Ｏ
y1膜１１２ｂを形成することにより、ＳｉＮx 膜１１２
ａとＳｉＯy 膜１１２ｃとの密着性がさらに高まり、誘
電体膜１２Ｂの剥離がさらに抑制され、歩留りが向上す
る。また、誘電体膜１２Ｂに亀裂がほとんど発生しなく
なるため、リーク電流が減少し、動作電流が低減され
る。さらに、誘電体膜１２Ｂのエッチング速度の再現性
が良くなり、ロット間のばらつきが少ない窒化物系半導
体レーザ素子の製造が可能になる。
【００５５】（第３の実施の形態）図４は本発明の第３
の実施の形態における窒化物系半導体レーザ素子の誘電
体膜の構成を説明するための図である。
【００５６】第３の実施の形態の窒化物系半導体レーザ
素子は誘電体膜を除き図１に示した窒化物系半導体レー
ザ素子と同様の構成を有する。
【００５７】第３の実施の形態の窒化物系半導体レーザ
素子は、図１の窒化物系半導体レーザ素子の誘電体膜１
２Ａの代わりに図４に示す誘電体膜１２Ｃを備える。
【００５８】誘電体膜１２Ｃは、ＳｉＮx 膜１１２ａ、
ＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄおよびＳｉＯy 膜１１２ｃを順
に備えてなる。
【００５９】図１のリッジ部１０の両側面、第２クラッ
ド層８の平坦面および側面、発光層７の側面、第１クラ
ッド層６の側面、クラック防止層５の側面、第１コンタ
クト層４の一部側面ならびにｎ側電極１３２が形成され
ている領域を除く電極形成面１１にＳｉＮx 膜１１２ａ
が形成される。
【００６０】ＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄでは、図４に示す
ように、ＳｉＮx 膜１１２ａとの界面からＮ（窒素）含
有量ｘ２が１から０まで徐々に減少し、Ｏ（酸素）含有
量ｙ２が０から２まで徐々に増加している。
【００６１】このように、窒化物系半導体上に形成する
ＳｉＮx 膜１１２ａとＳｉＯy 膜１１２ｃとの間にＮお
よびＯの含有量が徐々に変化するＳｉＮx2Ｏy2膜１１２
ｄを形成することにより、ＳｉＮx 膜１１２ａとＳｉＯ
y 膜１１２ｃとの密着性がさらに高まり、誘電体膜１２
Ｃの剥離がさらに抑制され、歩留りが向上する。また同
時に誘電体膜１２Ｃに亀裂がほとんど発生しなくなるた
め、リーク電流が減少し、動作電流が低減される。さら
に、誘電体膜１２Ｃのエッチング速度の再現性が良くな
り、ロット間のばらつきが少ない窒化物系半導体レーザ
素子の製造が可能になる。
【００６２】（第４の実施の形態）図５は本発明の第４
の実施の形態における窒化物系半導体レーザ素子の構成
を示す模式的断面図である。
【００６３】図５に示す窒化物系半導体レーザ素子は誘
電体膜を除き、図１に示す窒化物系半導体レーザ素子と
同様の構成を有する。
【００６４】図５に示す窒化物系半導体レーザ素子は、
図１の窒化物系半導体レーザ素子の誘電体膜１２Ａの代
わりに誘電体膜１２Ｄを備える。
【００６５】誘電体膜１２Ｄは、ＳｉＮx2Ｏy2膜１１２
ｄおよびＳｉＯy 膜１１２ｃからなる。
【００６６】このように、窒化物系半導体とＳｉＯy 膜
１１２ｃとの間にＮおよびＯの含有量が徐々に変化する
ＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄを形成することにより、窒化物
系半導体と誘電体膜１２Ｄとの密着性がさらに高まり、
誘電体膜１２Ｄの剥離がさらに抑制され、歩留りが向上
する。また同時に、誘電体膜１２Ｄに亀裂がほとんど発
生しなくなるため、リーク電流が減少し、動作電流が低
減する。さらに、誘電体膜１２Ｄのエッチング速度の再
現性が良好であるため、ロット間のばらつきが少ない窒
化物系半導体レーザ素子の製造が可能になる。
【００６７】（第５の実施の形態）次に、本発明の第５
の実施の形態における窒化物系半導体レーザ素子につい
て説明する。
【００６８】第５の実施の形態における窒化物系半導体
レーザ素子の構成は、図１の窒化物系半導体レーザ素子
の構成において、ＳｉＮx 膜１２ａの代わりにＴｉＮx
膜（ｘはほぼ１）を、ＳｉＯy 膜１２ｂの代わりにＴｉ
Ｏy 膜（ｙはほぼ２）を用いる。
【００６９】このように、窒化膜としてＴｉＮx 、酸化
膜としてとしてＴｉＯy を用いることによっても窒化物
系半導体と誘電体膜との密着性が高まり、誘電体膜の剥
離が抑制され、歩留りが向上する。また、誘電体膜に亀
裂がほとんど発生しなくなるため、リーク電流が減少
し、動作電流が低減される。さらに、誘電体膜のエッチ
ング速度の再現性が良くなり、ロット間のばらつきが少
ない窒化物系半導体レーザ素子の製造が可能になる。
【００７０】なお、第５の実施の形態では、図１の半導
体レーザ素子の珪素化合物からなる誘電体膜１２Ａをチ
タン化合物からなる誘電体膜に置き換えたが、図３〜図
５に示す第２〜第４の実施の形態の半導体レーザ素子の
珪素化合物からなる誘電体膜１２Ｂ〜１２Ｄを、チタン
化合物からなる誘電体膜に置き換えてもよい。
【００７１】それらの場合、誘電体膜１２ＢのＳｉをＴ
ｉに置き換えたＴｉＮx 膜、ＴｉＮ x1Ｏy1膜およびＴｉ
Ｏy 膜からなる誘電体膜においては、ＴｉＮx 膜とＴｉ
Ｏy膜との密着性がさらに向上する。誘電体膜１２Ｃの
ＳｉをＴｉに置き換えたＴｉＮx 膜、ＴｉＮx2Ｏy2膜お
よびＴｉＯy 膜からなる誘電体膜においては、ＴｉＮ x
膜とＴｉＯy 膜との密着性がさらに向上する。また、誘
電体膜１２ＤのＳｉをＴｉに置き換えたＴｉＮx2Ｏy2膜
およびＴｉＯy 膜からなる誘電体膜においてはＴｉＮx2
Ｏy2膜の下に形成される窒化物系半導体とＴｉＯy 膜と
の密着性がさらに向上する。
【００７２】（第６の実施の形態）図６は、本発明の第
６の実施の形態における窒化物系半導体レーザ素子の構
成を示す模式的断面図である。
【００７３】図６の窒化物系半導体レーザ素子は、リッ
ジ部１１０の側面に２〜１０ｎｍの凹凸を有する。図６
の窒化物系半導体レーザ素子は、リッジ部１１０の側面
に凹凸を有する以外は、図３に示す第２の実施の形態に
よる窒化物系半導体レーザ素子と同様の構成を有する。
【００７４】リッジ部１１０を形成するために、まず、
Ｎｉをマスクとして反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）
または反応性イオンビームエッチング（ＲＩＢＥ）など
のドライエッチング法により第２コンタクト層９の上面
から第２クラッド層８の途中までエッチングを行って凸
部を形成する。その後、凸部側壁の損傷層を除去するこ
とができるように例えばＲＩＥの高周波出力を小さくし
て化学的エッチング性を高める。それにより、ＧａＮ
（第２コンタクト層９）とＡｌＧａＮ（第２クラッド層
８）の結晶性が異なるため、側壁の横方向のエッチング
速度が異なり、段差が形成される。それにより、側面に
凹凸を有するリッジ部１１０が形成される。または、Ｒ
ＩＥの高周波出力を小さくする代わりに、アルカリ系の
ウェットエッチングによってリッジ側壁の損傷層を除去
しても同じ結果になる。
【００７５】リッジ部１１０の側面に凹凸を有すること
により、誘電体膜１２Ｂと第２クラッド層８および第２
コンタクト層９との密着性がさらに向上する。そのた
め、誘電体膜１２Ｂの割れまたは剥離が防止され、リー
ク電流が減少する。
【００７６】なお、図６の窒化物系半導体レーザ素子で
は、誘電体膜として図３の半導体レーザ素子の誘電体膜
１２Ｂを用いたが、図１に示す誘電体膜１２Ａ、図４に
示す誘電体膜１２Ｃまたは図５に示す誘電体膜１２Ｄを
用いてもよい。リッジ部１１０の側面の凹凸により誘電
体膜の構造にかかわらず密着性が向上するが、誘電体膜
１２Ａ〜１２Ｄによる密着性の向上と合わさって密着性
がさらに向上する。
【００７７】（第７の実施の形態）図７は、本発明の第
７の実施の形態における発光ダイオードの構成を示す模
式的断面図である。
【００７８】図７に示す発光ダイオードにおいては、サ
ファイア基板２０２上にアンドープのＡｌＧａＮからな
る膜厚２０ｎｍのＡｌＧａＮ低温バッファ層２０３、膜
厚４００ｎｍのアンドープＧａＮ高温バッファ層２０
４、膜厚１．５μｍのｎ−ＧａＮコンタクト層２０５、
ＭＱＷ（多重量子井戸）活性層（発光層）２０６、膜厚
１０ｎｍのアンドープＧａＮ保護層２０７、膜厚１５０
ｎｍのｐ−Ａｌ0.05Ｇａ 0.95 Ｎクラッド層２０８およ
び膜厚３００ｎｍのｐ−ＧａＮコンタクト層２０９が順
に形成されている。なお、この場合のｎ型ドーパントと
してはＳｉが用いられており、ｐ型ドーパントとしては
Ｍｇが用いられている。
【００７９】ＭＱＷ活性層２０６は、膜厚５ｎｍのアン
ドープＧａＮからなる６つの障壁層２０６ａと、膜厚５
ｎｍのアンドープＩｎ0.35Ｇａ0.65Ｎからなる５つの井
戸層２０６ｂとが交互に積層されてなる多重量子井戸構
造を有する。ＭＱＷ活性層２０６の結晶劣化を防止する
ため、ＭＱＷ活性層２０６上にアンドープＧａＮ保護層
２０７が形成されている。
【００８０】ｐ−ＧａＮコンタクト層２０９からｎ−Ｇ
ａＮコンタクト層２０５までの一部領域がエッチングに
より除去され、露出したｎ−ＧａＮコンタクト層２０５
の所定領域上面に膜厚５００ｎｍのＡｌ膜からなるｎ側
電極２１２が形成されている。また、ｐ−ＧａＮコンタ
クト層２０９の所定領域上面には、膜厚２ｎｍのＮｉ膜
２１０ａおよび膜厚４ｎｍのＡｕ膜２１０ｂを積層して
なるｐ側透光性電極２１０が形成され、さらにその上
に、膜厚３０ｎｍのＴｉ膜２１１ａおよび膜厚５００ｎ
ｍのＡｕ膜２１１ｂを積層してなるｐ側パッド電極２１
１が形成されている。
【００８１】図７に示す発光ダイオードは、以下のよう
にして製造される。発光ダイオードの製造の際には、ま
ず、ＭＯＣＶＤ装置内にＣ面を基板表面とするサファイ
ア基板２０２を配置し、ＭＯＣＶＤ法により、サファイ
ア基板２０２のＣ面上にＡｌＧａＮ低温バッファ層２０
３、アンドープＧａＮ高温バッファ層２０４、ｎ−Ｇａ
Ｎコンタクト層２０５、ＭＱＷ活性層２０６、アンドー
プＧａＮ保護層２０７、ｐ−Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッ
ド層２０８およびｐ−ＧａＮコンタクト層２０９を順に
成長させる。なお、各層２０３〜２０９の膜厚および成
長時の条件に関しては表１に示すとおりである。
【００８２】
【表１】
【００８３】表１中のＴＭＡｌはトリメチルアルミニウ
ムを表しており、ＴＭＧａはトリメチルガリウムを表し
ており、ＴＭＩｎはトリメチルインジウムを表してお
り、ＴＥＧａはトリエチルガリウムを表わしている。ま
た、反応ガスにおけるＮＨ3 は窒素源であり、ＴＭＡｌ
はアルミニウム源であり、ＴＭＧａおよびＴＥＧａはガ
リウム源であり、ＴＭＩｎはインジウム源である。ま
た、ＳｉＨ4 （シランガス）はｎ型のドーピング原料で
あり、Ｃｐ2 Ｍｇ（ビスシクロペンタジエニルマグネシ
ウム）はｐ型のドーピング原料である。
【００８４】なお、各層２０３〜２０９の成長時の基板
温度は、表１中に記載の基板温度に限定されるものでは
ない。ＡｌＧａＮ低温バッファ層２０３の成長時には、
基板温度を非単結晶成長温度に設定すればよく、各層２
０４〜２０９の成長時には、基板温度を単結晶成長温度
に設定すればよい。特に、各層２０４，２０５，２０
８，２０９の成長時には基板温度１０００〜１２００℃
に設定することが好ましく、また、各層２０６，２０７
の成長時には基板温度を７００〜１０００℃に設定する
ことが好ましい。
【００８５】また、各層２０３〜２０９の成長時に供給
されるＨ2 およびＮ2 混合のキャリアガスにおいて、Ｈ
2 の含有率は、各層２０３〜２０５の成長時には５０％
であり、各層２０６，２０７の成長時には１〜５％であ
り、各層２０７〜２０９の成長時には１〜３％である。
【００８６】
【実施例】［実施例１］実施例１においては図１の半導
体レーザ素子を用いた。
【００８７】図１の半導体レーザ素子は以下のようにし
て作製した。サファイア基板１のＣ面上に、ＭＯＣＶＤ
法（有機金属化学的気相堆積法）により、Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5Ｎからなる厚さ２５０Åのバッファ層２、アンドー
プのＧａＮからなる厚さ２μｍのＧａＮ層３、ｎ−Ｇａ
Ｎからなる厚さ３μｍの第１コンタクト層４、ｎ−Ｉｎ
0.1 Ｇａ0.9 Ｎからなる厚さ０．１μｍのクラック防止
層５、ｎ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなる厚さ１μｍの第
１クラッド層６、発光層７、ｐ−Ａｌ0.07Ｇａ 0.93Ｎか
らなる厚さ０．３μｍの第２クラッド層８およびｐ−Ｇ
ａＮからなる厚さ０．０５μｍの第２コンタクト層９を
順に成長させた。なお、多重量子井戸構造の発光層７
は、第１クラッド層６上に形成されたｎ−ＧａＮからな
る厚さ０．１μｍの第１光ガイド層７１、後述する活性
層７２およびｐ−ＧａＮからなる厚さ０．１μｍの第２
光ガイド層７３を順に積層させた。活性層７２として、
ｎ−Ｉｎ0.02Ｇａ0.98Ｎからなる６ｎｍの４つのバリア
層７２１，７２３，７２５，７２７層とｎ−Ｉｎ0.10Ｇ
ａ0.90Ｎからなる３ｎｍの３つの井戸層７２２，７２
４，７２６とを交互に積層させた。
【００８８】誘電体膜１２Ａは、プラズマＣＶＤ法によ
り、原料ガスとしてＳｉＨ4 （１００％）、ＮＨ3 （１
００％）およびＮ2 Ｏ（１００％）を用いて成膜した。
膜厚５０ｎｍのＳｉＮx 膜１２ａの成膜は、ＳｉＨ4 流
量１５ＳＣＣＭ（Standard Cubic Centimeter Per Minu
te）、ＮＨ3 流量２００ＳＣＣＭ、高周波出力２００
Ｗ、基板温度３００℃の条件の下で行った。また、膜厚
５００ｎｍのＳｉＯy 膜１２ｂの成膜は、ＳｉＨ4 流量
１０ＳＣＣＭ、Ｎ2 Ｏ流量１００ＳＣＣＭ、高周波出力
２００Ｗ、基板温度３００℃の状況の下で行った。Ｓｉ
Ｎx 膜１２ａおよびＳｉＯy 膜１２ｂの成膜は、同一装
置内で連続して行った。
【００８９】実施例１の半導体レーザ素子においては、
５ｍＷ出力時の１０ロットの動作電流の平均値が７２ｍ
Ａであり、歩留りが８５％であった。
【００９０】［実施例２］実施例２においては、図３の
半導体レーザ素子を用いた。
【００９１】図３の半導体レーザ素子は、誘電体膜１２
Ｂを除いて実施例１の半導体レーザ素子と同様に形成し
た。
【００９２】ＳｉＮx 膜１１２ａの層厚は５０ｎｍ、Ｓ
ｉＮx1Ｏy1膜１１２ｂの層厚は５０ｎｍ、ＳｉＯy 膜１
１２ｃの層厚は５００ｎｍである。
【００９３】ＳｉＮx 膜１１２ａはＳｉＮx 膜１２ａと
同一の条件で形成し、ＳｉＯy 膜１１２ｃはＳｉＯy 膜
１２ｂと同一の条件で形成した。ＳｉＮx1Ｏy1膜１１２
ｂの成膜条件は、ＳｉＨ4 流量３０ＳＣＣＭ、ＮＨ3 流
量２００ＳＣＣＭ、Ｎ2 Ｏ流量１５０ＳＣＣＭ、高周波
出力２００Ｗ、基板温度３００℃とした。ＳｉＮx 膜１
１２ａ、ＳｉＮx1Ｏy1膜１１２ｂおよびＳｉＯy 膜１１
２ｃは、同一装置内で連続して形成した。
【００９４】実施例２の半導体レーザ素子においては、
５ｍＷ出力時の１０ロットの動作電流の平均値が７２ｍ
Ａ、歩留りが８７％であった。
【００９５】［実施例３］実施例３においては、図４に
示す構造を有する誘電体膜１２Ｃを含む半導体レーザ素
子を用いた。
【００９６】図４の半導体レーザ素子は、誘電体膜１２
ＣのＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄを除いて、実施例２の半導
体レーザ素子と同様に形成した。
【００９７】図４に示すＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄの層厚
は５０ｎｍである。ＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄは、プラズ
マＣＶＤ法を用いて、高周波出力を２００Ｗ、基板温度
を３００℃とし、ＳｉＨ4 流量を３０ＳＣＣＭで一定と
し、ＮＨ3 流量を２００ＳＣＣＭから０ＳＣＣＭまで徐
々に減少させると同時に、Ｎ2 Ｏ流量を０ＳＣＣＭから
１５０ＳＣＣＭまで徐々に増加させることにより形成し
た。
【００９８】実施例３の半導体レーザ素子においては、
５ｍＷ出力時の１０ロットの動作電流の平均値が６９ｍ
Ａ、歩留りが９０％であった。
【００９９】［実施例４］実施例４においては、図５に
示す半導体レーザ素子を用いた。
【０１００】図５の半導体レーザ素子は、ＳｉＮx 膜１
１２ａを形成しないことを除き図４の半導体レーザ素子
と同様に形成した。
【０１０１】ここで、ＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄは、プラ
ズマＣＶＤ法を用いて、高周波出力を２００Ｗとし、基
板温度を３００℃とし、ＳｉＨ4 流量を３０ＳＣＣＭで
一定とし、ＮＨ3 流量を２００ＳＣＣＭから０ＳＣＣＭ
まで徐々に減少させると同時に、Ｎ2 Ｏ流量を０ＳＣＣ
Ｍから１５０ＳＣＣＭまで徐々に増加させることにより
形成した。
【０１０２】実施例４の半導体レーザ素子においては、
５ｍＷ出力時の１０ロットの動作電流の平均値が７０ｍ
Ａ、歩留りが８８％であった。
【０１０３】［実施例５］実施例５においては、図５に
示す半導体レーザ素子を用いた。
【０１０４】窒化物系半導体層上に層厚５００ｎｍのＳ
ｉＯy 膜１１２ｃ（ｙはほぼ２）を実施例２の条件で形
成した。その後、試料をＮ2 雰囲気中で１０００℃に保
って３０分間熱処理を施すことにより、窒化物系半導体
とＳｉＯy との界面に、層厚１０ｎｍのＳｉＮx2Ｏy2膜
１１２ｄを形成した。
【０１０５】実施例５の半導体レーザ素子においては、
５ｍＷ出力時の１０ロットの動作電流の平均値が７０ｍ
Ａであり、歩留りが８７％であった。
【０１０６】［実施例６］実施例６においては、反応性
イオンエッチングまたは反応性イオンビームエッチング
により第２クラッド層８の所定の深さまで除去されたス
トライプ状のリッジ部１０を形成する。その際に２〜１
０ｎｍの凹凸をリッジ部１０の側面に形成した。その
後、実施例１〜５と同様として、半導体レーザ素子を作
製した。
【０１０７】この場合、動作電流の平均値が約５％低減
され、歩留りが２〜３％向上した。 ［実施例７］実施例７においては、実施例１の半導体レ
ーザ素子のＳｉＮx 膜１２ａの代わりに、ＴｉＮx 膜
（ｘはほぼ１）を、ＳｉＯy 膜１２ｂの代わりにＴｉＯ
y 膜（ｙはほぼ２）を用いること以外は実施例１の半導
体レーザ素子と同様の構成を用いた。
【０１０８】ＴｉＮx 膜およびＴｉＯy 膜は、原料とし
てＴｉＣｌ4 、ＮＨ3 、Ｎ2 Ｏを用いたプラズマＣＶＤ
法により形成した。ＴｉＮx 膜は、基板温度４５０℃、
高周波出力１００Ｗとし、ＴｉＣｌ4 の流量３０ＳＣＣ
Ｍ、ＮＨ3 流量３００ＳＣＣＭとして成膜した。また、
ＴｉＯy 膜は、ＴｉＣｌ4 流量３０ＳＣＣＭ、Ｎ2 Ｏ流
量４００ＳＣＣＭ、高周波出力１００Ｗ、基板温度４５
０℃として成膜した。ＴｉＮx 膜およびＴｉＯy 膜は、
同一装置内にて連続して成膜を行った。
【０１０９】実施例７の半導体レーザ素子においては、
５ｍＷ出力時の１０ロットの動作電流の平均値が７５ｍ
Ａ、歩留りが８３％であった。
【０１１０】［実施例８］実施例８においては、図３の
半導体レーザ素子において、誘電体膜１２ＢのＳｉＮx
膜１１２ａ、ＳｉＮx1Ｏy1膜１１２ｂおよびＳｉＯy 膜
１１２ｃの代わりに、ＴｉＮx 膜（ｘはほぼ１）、Ｔｉ
Ｎx1Ｏy1膜（ｘ１はほぼ０．５、ｙ１はほぼ１）、Ｔｉ
Ｏy 膜（ｙはほぼ２）からなる３層の誘電体膜を用い
た。
【０１１１】実施例８の半導体レーザ素子においては、
５ｍＷ出力時の１０ロットの動作電流の平均値が７３ｍ
Ａであり、歩留りが８８％であった。
【０１１２】［実施例９］実施例９においては、図４の
半導体レーザ素子において、誘電体膜１２ＣのＳｉＮx
膜１１２ａ、ＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄおよびＳｉＯy 膜
１１２ｃの代わりに、ＴｉＮx 膜（ｘはほぼ１）、Ｔｉ
Ｎx2Ｏy2膜で傾斜組成の酸化窒化膜およびＴｉＯy 膜
（ｙはほぼ２）の３つの層を用いた。
【０１１３】ＴｉＮx2Ｏy2膜は、ＴｉＮx 膜との界面か
らＮ（窒素）含有量ｘ２を１から０まで徐々に減少さ
せ、Ｏ（酸素）含有量ｙ２を０から２まで徐々に増加さ
せて形成した。
【０１１４】実施例９の半導体レーザ素子においては、
５ｍＷ出力時の１０ロットの動作電流の平均値が７０ｍ
Ａであり、歩留りが８９％であった。
【０１１５】［実施例１０］実施例１０においては、実
施例９のＴｉＮx 膜からなる膜を除いた構成とした。
【０１１６】実施例１０の半導体レーザ素子において
は、５ｍＷ出力時の１０ロットの動作電流の平均値が７
１ｍＡであり、歩留りが８８％であった。
【０１１７】［比較例１］比較例１においては、図１の
半導体レーザ素子の構造において、誘電体膜１２Ａの代
わりに層厚５００ｎｍのＳｉＯy （ｙがほぼ２）からな
る誘電体膜を用いた。
【０１１８】比較例１の半導体レーザ素子においては、
５ｍＷ出力時の１０ロットの動作電流の平均値が８２ｍ
Ａであり、歩留りが５７％であった。
【０１１９】［比較例２］比較例２においては、図１の
半導体レーザ素子の構造において、誘電体膜１２Ａの代
わりにＳｉＮx （ｘはほぼ１）からなる誘電体膜を用い
た。この誘電体膜の層厚は５００ｎｍである。
【０１２０】比較例２の半導体レーザ素子においては、
５ｍＷ出力時の１０ロットの動作電流の平均値は８０ｍ
Ａであり、歩留りが６０％であった。
【０１２１】上記の結果を表２にまとめて示す。
【０１２２】
【表２】
【０１２３】表２に示すように、動作電流の平均値は比
較例１，２で８２ｍＡおよび８０ｍＡであったものが実
施例１〜５，７〜１０では６９〜７５ｍＡと低減され
た。比較例においては、誘電体膜の剥離および亀裂が多
くなり、不良素子発生数が増加した。特に、比較例１で
は、このような不良が顕著であった。また、比較例の良
品においても、誘電体膜の微細な亀裂が観察された素子
の数が多かった。比較例において動作電流が高い原因は
このような亀裂を通して無効電流が流れたためと考えら
れる。歩留りは、比較例１，２で５７％および６０％で
あったものが実施例１〜５，７〜１０では８３〜９０％
に向上した。
【０１２４】なお、実施例３においては、プラズマＣＶ
Ｄ法を用いて、基板温度３００℃でＳｉＮx2Ｏy2膜１１
２ｄを形成したが、ＳｉＮx 膜１１２ａ上に直接ＳｉＯ
y 膜１１２ｃを形成した後、例えば５００〜１０００℃
で熱処理を施すことにより、ＳｉＮx 膜１１２ａ中の窒
素（Ｎ）とＳｉＯy 膜１１２ｃ中の酸素（Ｏ）とを相互
拡散させ、ＳｉＮx 膜１１２ａとＳｉＯy 膜１１２ｃと
の界面に窒素と酸素の傾斜組成を有するＳｉＮx2Ｏy2膜
１１２ｄを形成してもよい。
【０１２５】あるいは、ＳｉＮx 膜１１２ａ上に直接Ｓ
ｉＯy 膜１１２ｃを形成する場合において、例えば熱Ｃ
ＶＤ法を用いて、ＳｉＯy 膜１１２ｃの成膜温度（基板
温度）を５００〜１０００℃に設定することにより、Ｓ
ｉＯy 膜１１２ｃの成膜中に、ＳｉＮx 膜１１２ａ中の
窒素（Ｎ）とＳｉＯy 膜１１２ｃ中の酸素（Ｏ）とを相
互拡散させ、ＳｉＮx 膜１１２ａとＳｉＯy 膜１１２ｃ
との界面に窒素と酸素の傾斜組成を有するＳｉＮx2Ｏy2
膜１１２ｄを形成してもよい。
【０１２６】このように、拡散によりＳｉＮx2Ｏy2膜１
１２ｄを形成する場合、その膜厚は、アニール温度およ
び時間の条件により５ｎｍ〜５０ｎｍに制御できる。
【０１２７】また、実施例４においては、プラズマＣＶ
Ｄ法を用いて、基板温度３００℃でＳｉＮx2Ｏy2膜１１
２ｄを形成したが、上記と同様に、窒化物系半導体層４
〜９上に直接ＳｉＯy 膜１１２ｃを形成した後、例えば
５００〜１０００℃で熱処理を施すことにより、窒化物
系半導体層４〜９中の窒素（Ｎ）とＳｉＯy 膜１１２ｃ
中の酸素（Ｏ）とを相互拡散させ、窒化物系半導体層４
〜９とＳｉＯy 膜１１２ｃとの界面に窒素と酸素の傾斜
組成を有するＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄを形成してもよ
い。なお、１０００℃で３０分間の熱処理を施した場合
が実施例５に相当する。
【０１２８】あるいは、窒化物系半導体層４〜９上に直
接ＳｉＯy 膜１１２ｃを形成する場合において、例えば
熱ＣＶＤ法を用いて、ＳｉＯy 膜１１２ｃの成膜温度
（基板温度）を５００〜１０００℃に設定することによ
り、ＳｉＯy 膜１１２ｃの成膜中に、窒化物系半導体層
４〜９中の窒素（Ｎ）とＳｉＯy 膜１１２ｃ中の酸素
（Ｏ）とを相互拡散させ、窒化物系半導体層４〜９とＳ
ｉＯy 膜１１２ｃとの界面に窒素と酸素の傾斜組成を有
するＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄを形成してもよい。
【０１２９】このように、拡散によりＳｉＮx2Ｏy2膜１
１２ｄを形成する場合、その膜厚は、アニール温度およ
び時間の条件により５ｎｍ〜５０ｎｍに制御できる。
【０１３０】なお、上記各実施の形態では、基板として
Ｃ面を有するサファイア基板を用いたが、サファイア基
板のｒ面やｍ面など他の面方位を用いてもよい。また、
ＳｉＣやＧａＮなどの基板を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザ
素子の構成を示す模式的断面図である。
【図２】図１の半導体レーザ素子の活性層の構成を示す
模式的断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る半導体レーザ
素子の構成を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る半導体レーザ
素子の誘電体膜の構成を説明するための図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る半導体レーザ
素子の構成を示す模式的断面図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態に係る半導体レーザ
素子の構成を示す模式的断面図である。
【図７】本発明の第７の実施の形態に係る発光ダイオー
ドの構成を示す模式的断面図である。
【図８】従来の半導体レーザ素子の構成を示す模式的断
面図である。
【符号の説明】
４ 第１コンタクト層 ５ クラック防止層 ６ 第１クラッド層 ７ 発光層 ８ 第２クラッド層 ９ 第２コンタクト層 １０ リッジ部 １２ａ，１１２ａ ＳｉＮx 膜 １２ｂ，１１２ｃ ＳｉＯy 膜 １１２ｂ ＳｉＮx1Ｏy1膜 １１２ｄ ＳｉＮx2Ｏy2膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畑 雅幸 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 庄野 昌幸 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5F041 AA41 CA05 CA34 CA40 CA46 CA49 CA57 CA65 CA74 CB36 FF16 5F073 AA13 AA74 AA89 BA06 CA07 CB05 DA05 DA25

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発光層を含む窒化物系半導体層の表面に
    誘電体膜が形成された半導体発光素子において、前記誘
    電体膜は、前記窒化物系半導体層との界面側に窒化物を
    含みかつ前記窒化物系半導体層と反対側に酸化物を含む
    ことを特徴とする半導体発光素子。
  2. 【請求項２】 前記誘電体膜は、窒化膜および酸化膜を
    順に含むことを特徴とする請求項１記載の半導体発光素
    子。
  3. 【請求項３】 前記誘電体膜は、前記窒化膜と前記酸化
    膜との間に窒素および酸素を含有する化合物膜をさらに
    含むことを特徴とする請求項２記載の半導体発光素子。
  4. 【請求項４】 前記化合物膜は、前記窒化膜との界面側
    から前記酸化膜との界面側へ向かって窒素の含有量が漸
    次減少しかつ酸素の含有量が漸次増加する傾斜組成を有
    することを特徴とする請求項３記載の半導体発光素子。
  5. 【請求項５】 前記窒化膜は窒化珪素膜または窒化チタ
    ン膜であり、前記酸化膜は酸化珪素膜または酸化チタン
    膜であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記
    載の半導体発光素子。
  6. 【請求項６】 前記誘電体膜は、窒素および酸素を含有
    する化合物膜を含み前記化合物膜は、前記窒化物系半導
    体層との界面側から反対側へ向かって窒素の含有量が漸
    次減少しかつ酸素の含有量が漸次増加する傾斜組成を有
    することを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
  7. 【請求項７】 前記化合物膜は珪素またはチタンと窒素
    と酸素との化合物膜であることを特徴とする請求項６記
    載の半導体発光素子。
  8. 【請求項８】 発光層を含む窒化物系半導体層の表面に
    誘電体膜が形成された半導体発光素子において、前記誘
    電体膜は、前記窒化物系半導体層との界面側に窒素およ
    び酸素を含有する化合物を含みかつ前記窒化物系半導体
    層と反対側に酸化物を含むことを特徴とする半導体発光
    素子。
  9. 【請求項９】 前記誘電体膜は、化合物膜および酸化膜
    を含み、前記化合物膜は、前記窒化物系半導体層との界
    面側から反対側へ向かって窒素の含有量が漸次減少しか
    つ酸素の含有量が漸次増加する傾斜組成を有することを
    特徴とする請求項８記載の半導体発光素子。
  10. 【請求項１０】 前記化合物膜は珪素またはチタンと窒
    素と酸素との化合物膜であり、前記酸化膜は酸化珪素膜
    または酸化チタン膜であることを特徴とする請求項９記
    載の半導体発光素子。
  11. 【請求項１１】 発光層を含む窒化物系半導体層の表面
    に誘電体膜が形成された半導体発光素子において、前記
    誘電体膜は、前記窒化物系半導体層との界面側に窒化物
    を含みかつ前記窒化物系半導体層と反対側に窒素および
    酸素を含有する化合物を含むことを特徴とする半導体発
    光素子。
  12. 【請求項１２】 前記誘電体膜は、窒化膜および化合物
    膜を含み、前記化合物膜は、前記窒化物系半導体層との
    界面側から反対側へ向かって窒素の含有量が漸次減少し
    かつ酸素の含有量が漸次増加する傾斜組成を有すること
    を特徴とする請求項１１記載の半導体発光素子。
  13. 【請求項１３】 前記窒化膜は窒化珪素膜または窒化チ
    タン膜であり、前記化合物膜は珪素またはチタンと窒素
    と酸素との化合物膜であることを特徴とする請求項１２
    記載の半導体発光素子。
  14. 【請求項１４】 前記窒化物系半導体層は、前記発光層
    上に形成されたクラッド層をさらに含み、前記クラッド
    層は、平坦部およびその平坦部上のリッジ部を有し、前
    記誘電体膜は、前記クラッド層の前記平坦部上および前
    記リッジ部の側面に形成されたことを特徴とする請求項
    １〜１３のいずれかに記載の半導体発光素子。
  15. 【請求項１５】 前記リッジ部の側面に凹凸が形成さ
    れ、前記クラッド層の平坦部上および前記リッジ部の側
    面に前記誘電体膜が形成されたことを特徴とする請求項
    １４記載の半導体発光素子。
  16. 【請求項１６】 前記窒化物系半導体層は、前記発光層
    下に設けられた第１導電型半導体層と、前記発光層上に
    設けられた第２導電型半導体層とをさらに含み、前記窒
    化物系半導体層の一部領域が除去されて前記第１導電型
    半導体層の一部が露出し、前記第１導電型半導体層の露
    出した領域に第１の電極が形成され、前記第２導電型半
    導体層上に第２の電極が形成され、前記誘電体膜は前記
    第１の電極と前記第２の電極との間における前記窒化物
    系半導体層の表面に形成されたことを特徴とする請求項
    １〜１５のいずれかに記載の半導体発光素子。
  17. 【請求項１７】 窒化物系半導体からなる発光層上に、
    窒化物系半導体からなりかつ平坦部およびその平坦部上
    のリッジ部を有するクラッド層が形成され、前記クラッ
    ド層の前記リッジ部の側面に凹凸が形成され、前記クラ
    ッド層の平坦部上および前記リッジ部の側面に誘電体膜
    が形成されたことを特徴とする半導体発光素子。
  18. 【請求項１８】 前記誘電体膜は、前記窒化物系半導体
    層との界面側に窒化物を含みかつ前記窒化物系半導体層
    と反対側に酸化物を含むことを特徴とする請求項１７記
    載の半導体発光素子。
  19. 【請求項１９】 前記誘電体膜は、前記窒化物系半導体
    層との界面側に窒素および酸素を含有する化合物を含み
    かつ前記窒化物系半導体層と反対側に酸化物を含むこと
    を特徴とする請求項１７記載の半導体発光素子。
  20. 【請求項２０】 前記誘電体膜は、前記窒化物系半導体
    層との界面側に窒化物を含みかつ前記窒化物系半導体層
    と反対側に窒素および酸素を含有する化合物を含むこと
    を特徴とする請求項１７記載の半導体発光素子。
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