JP2002026463A - ナイトライド系ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
ナイトライド系ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体装置及びその製造方法Info
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- JP2002026463A JP2002026463A JP2000209232A JP2000209232A JP2002026463A JP 2002026463 A JP2002026463 A JP 2002026463A JP 2000209232 A JP2000209232 A JP 2000209232A JP 2000209232 A JP2000209232 A JP 2000209232A JP 2002026463 A JP2002026463 A JP 2002026463A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ナイトライド系III-Ｖ族化合物半導体装置及
びその製造方法に関し、ｐ型クラッド層の抵抗率を低減
するとともに、素子抵抗を低減する。 【解決手段】 ｐ型超格子層１と光能動層２との接触界
面を、ｐ型超格子層１の積層面と非平行に、特に、垂直
にする。正孔はｐ型超格子層１を構成する２種類の半導
体層の界面に沿って移動して、光能動層２に注入される
ので素子抵抗を低減することができる。
びその製造方法に関し、ｐ型クラッド層の抵抗率を低減
するとともに、素子抵抗を低減する。 【解決手段】 ｐ型超格子層１と光能動層２との接触界
面を、ｐ型超格子層１の積層面と非平行に、特に、垂直
にする。正孔はｐ型超格子層１を構成する２種類の半導
体層の界面に沿って移動して、光能動層２に注入される
ので素子抵抗を低減することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はナイトライド系III-
Ｖ族化合物半導体装置及びその製造方法に関するもので
あり、特に、短波長半導体レーザ等におけるｐ型層の抵
抗を低減するためのｐ型超格子構造に特徴があるナイト
ライド系III-Ｖ族化合物半導体装置及びその製造方法に
関するものである。
Ｖ族化合物半導体装置及びその製造方法に関するもので
あり、特に、短波長半導体レーザ等におけるｐ型層の抵
抗を低減するためのｐ型超格子構造に特徴があるナイト
ライド系III-Ｖ族化合物半導体装置及びその製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＧａＮ系材料を用いた発光素子の
開発が盛んであり、これまでに青色、緑色の高輝度ＬＥ
Ｄ（発光ダイオード）が製品化されている。また、青紫
色レーザに関しても、本出願人を含めこれまでに多くの
研究機関において室温発振が達成され、製品化に向けて
精力的に研究が進められており、光磁気ディスクの読取
用光源・書込用光源、或いは、レーザプリンタ用の光源
として期待されている。
開発が盛んであり、これまでに青色、緑色の高輝度ＬＥ
Ｄ（発光ダイオード）が製品化されている。また、青紫
色レーザに関しても、本出願人を含めこれまでに多くの
研究機関において室温発振が達成され、製品化に向けて
精力的に研究が進められており、光磁気ディスクの読取
用光源・書込用光源、或いは、レーザプリンタ用の光源
として期待されている。
【０００３】従来、この様なＧａＮ系レーザにおいて
は、ｐ型クラッド層としてＭｇをｐ型不純物として添加
したＡｌx Ｇａ1-x Ｎ（ｘ〜０．０９）が用いられてい
るが、このｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ｎ層の抵抗率が１Ωｃｍ
以上であるため、素子抵抗を増大させる原因になってい
た。
は、ｐ型クラッド層としてＭｇをｐ型不純物として添加
したＡｌx Ｇａ1-x Ｎ（ｘ〜０．０９）が用いられてい
るが、このｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ｎ層の抵抗率が１Ωｃｍ
以上であるため、素子抵抗を増大させる原因になってい
た。
【０００４】これは、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ｎ層の価電子
帯のバンド端ＥV が、フェルミレベルＥf から１００ｍ
ｅＶ以上離れた位置あるため、ｐ型不純物が活性化しに
くく、正孔が発生しにくいためである。
帯のバンド端ＥV が、フェルミレベルＥf から１００ｍ
ｅＶ以上離れた位置あるため、ｐ型不純物が活性化しに
くく、正孔が発生しにくいためである。
【０００５】そこで、この様なｐ型クラッド層の高抵抗
率の問題を解決するために、ｐ型クラッド層をバンド・
ギャップエネルギー及び不純物濃度が互いに異なる２種
類のＧａＮ系半導体からなるｐ型超格子構造で構成する
ことが提案（必要ならば、特開平１１−１７７１７５号
公報参照）されているので、この従来の改良型短波長発
光素子を図５を参照して説明する。
率の問題を解決するために、ｐ型クラッド層をバンド・
ギャップエネルギー及び不純物濃度が互いに異なる２種
類のＧａＮ系半導体からなるｐ型超格子構造で構成する
ことが提案（必要ならば、特開平１１−１７７１７５号
公報参照）されているので、この従来の改良型短波長発
光素子を図５を参照して説明する。
【０００６】図５参照 図５は、従来の改良型短波長発光素子の概略的断面図で
あり、（０００１）面、即ち、Ｃ面を主面とするＧａＮ
基板４１上に、有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）を
用いて、ｎ型ＧａＮバッファ層４２、ｎ型超格子クラッ
ド層４３、ｎ側ＧａＮ光ガイド層４４、ＩｎＧａＮＭＱ
Ｗ活性層４５、ｐ側ＧａＮ光ガイド層４６、ｐ型超格子
クラッド層４７、及び、ｐ型ＧａＮコンタクト層４８を
順次堆積させる。なお、この場合のｎ型超格子クラッド
層４３及びｐ型超格子クラッド層４７は、ＡｌＧａＮ層
とＧａＮ層とを交互に積層させて形成する。
あり、（０００１）面、即ち、Ｃ面を主面とするＧａＮ
基板４１上に、有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）を
用いて、ｎ型ＧａＮバッファ層４２、ｎ型超格子クラッ
ド層４３、ｎ側ＧａＮ光ガイド層４４、ＩｎＧａＮＭＱ
Ｗ活性層４５、ｐ側ＧａＮ光ガイド層４６、ｐ型超格子
クラッド層４７、及び、ｐ型ＧａＮコンタクト層４８を
順次堆積させる。なお、この場合のｎ型超格子クラッド
層４３及びｐ型超格子クラッド層４７は、ＡｌＧａＮ層
とＧａＮ層とを交互に積層させて形成する。
【０００７】次いで、ｐ型ＧａＮコンタクト層４８及び
ｐ型超格子クラッド層４７をメサエッチングしてストラ
イプ状メサを形成するとともに、ｐ型ＧａＮコンタクト
層４８乃至ｎ型超格子クラッド層４３を少なくともｎ型
ＧａＮバッファ層４２が露出するまでメサエッチングを
行う。
ｐ型超格子クラッド層４７をメサエッチングしてストラ
イプ状メサを形成するとともに、ｐ型ＧａＮコンタクト
層４８乃至ｎ型超格子クラッド層４３を少なくともｎ型
ＧａＮバッファ層４２が露出するまでメサエッチングを
行う。
【０００８】次いで、露出したｎ型ＧａＮバッファ層４
２に選択的にｎ側電極４９を設けるとともに、ｐ型Ｇａ
Ｎコンタクト層４８上にｐ側電極５０を設けた後、全面
にＳｉＯ2 膜５１を堆積させ、次いで、ＳｉＯ2 膜５１
にコンタクト用開口を形成したのち、ｎ側電極４９に接
するようにｎ側パッド電極５２を設けるとともに、ｐ側
電極５０に接するようにｎ側パッド電極５３を設けるこ
とによって、短波長発光素子の基本構成が完成する。
２に選択的にｎ側電極４９を設けるとともに、ｐ型Ｇａ
Ｎコンタクト層４８上にｐ側電極５０を設けた後、全面
にＳｉＯ2 膜５１を堆積させ、次いで、ＳｉＯ2 膜５１
にコンタクト用開口を形成したのち、ｎ側電極４９に接
するようにｎ側パッド電極５２を設けるとともに、ｐ側
電極５０に接するようにｎ側パッド電極５３を設けるこ
とによって、短波長発光素子の基本構成が完成する。
【０００９】図６参照 図６は、図５に示した従来の改良型短波長発光素子の価
電子帯のバンドダイヤグラムであり、破線で示すよう
に、ピエゾ効果を考慮しない場合には、不純物濃度とバ
ンド・ギャップエネルギーの差に基づいた周期的凹凸状
のバンド構造となる。
電子帯のバンドダイヤグラムであり、破線で示すよう
に、ピエゾ効果を考慮しない場合には、不純物濃度とバ
ンド・ギャップエネルギーの差に基づいた周期的凹凸状
のバンド構造となる。
【００１０】しかし、ピエゾ効果を考慮した場合には、
価電子帯のバンド端ＥV の構造がノコギリ波状になり、
図においてＡで示すＡｌＧａＮとＧａＮとの界面近傍が
フェルミレベルＥf より正孔に対してエネルギー的に低
くなるので不純物の活性化率が高まって正孔が活性化さ
れてＡで示す界面近傍に集中し、抵抗率が低下するため
である。即ち、ｐ型超格子クラッド層４７をｃ軸方向に
成長させた場合、結晶歪みによってピエゾ効果で積層方
向に分極し、分極によって超格子構造の積層方向に電界
が印加されることになるのでバンドが傾斜する。
価電子帯のバンド端ＥV の構造がノコギリ波状になり、
図においてＡで示すＡｌＧａＮとＧａＮとの界面近傍が
フェルミレベルＥf より正孔に対してエネルギー的に低
くなるので不純物の活性化率が高まって正孔が活性化さ
れてＡで示す界面近傍に集中し、抵抗率が低下するため
である。即ち、ｐ型超格子クラッド層４７をｃ軸方向に
成長させた場合、結晶歪みによってピエゾ効果で積層方
向に分極し、分極によって超格子構造の積層方向に電界
が印加されることになるのでバンドが傾斜する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のように
超格子構造を用いた場合、不純物の活性化率を高めてキ
ャリアを効率良く発生させることが可能であるが、電流
を流す方向が積層方向であるため、図６に示すＢの領域
を正孔が通過する必要があり、このＢの領域が正孔に対
するバリアになるため、ｐ型超格子クラッド層の抵抗を
上げる原因となっている。
超格子構造を用いた場合、不純物の活性化率を高めてキ
ャリアを効率良く発生させることが可能であるが、電流
を流す方向が積層方向であるため、図６に示すＢの領域
を正孔が通過する必要があり、このＢの領域が正孔に対
するバリアになるため、ｐ型超格子クラッド層の抵抗を
上げる原因となっている。
【００１２】したがって、本発明はｐ型クラッド層の抵
抗率を低減するとともに、素子抵抗を低減することを目
的とする。
抗率を低減するとともに、素子抵抗を低減することを目
的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。図１参照上述の
目的を達成するために、本発明においては、ナイトライ
ド系III-Ｖ族化合物半導体装置のｐ型超格子層１と光能
動層２との接触界面を、ｐ型超格子層１の積層面と非平
行に、特に、垂直にしたことを特徴とする。
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。図１参照上述の
目的を達成するために、本発明においては、ナイトライ
ド系III-Ｖ族化合物半導体装置のｐ型超格子層１と光能
動層２との接触界面を、ｐ型超格子層１の積層面と非平
行に、特に、垂直にしたことを特徴とする。
【００１４】このように、ｐ型超格子層１と光能動層２
との接触界面を、ｐ型超格子層１の積層面と非平行にす
ることによって、正孔はｐ型超格子層１を構成する２種
類の半導体層の界面に沿って移動して光能動層２に注入
され、図６に示すＢの領域を通過する必要がなくなるの
で、素子抵抗を低減することができる。特に、ｐ型超格
子層１の積層面と垂直にした場合に、正孔が効率的に注
入されることになる。
との接触界面を、ｐ型超格子層１の積層面と非平行にす
ることによって、正孔はｐ型超格子層１を構成する２種
類の半導体層の界面に沿って移動して光能動層２に注入
され、図６に示すＢの領域を通過する必要がなくなるの
で、素子抵抗を低減することができる。特に、ｐ型超格
子層１の積層面と垂直にした場合に、正孔が効率的に注
入されることになる。
【００１５】なお、この場合のｐ型超格子層１は、厚さ
が１０〜２００ÅのＡｌv Ｇａ1-vＮ（０≦ｖ≦１）と
厚さが１０〜２００ÅのＡｌw Ｇａ1-w Ｎ（０≦ｗ≦
１、ｖ≠ｗ）を交互に積層させて構成する。
が１０〜２００ÅのＡｌv Ｇａ1-vＮ（０≦ｖ≦１）と
厚さが１０〜２００ÅのＡｌw Ｇａ1-w Ｎ（０≦ｗ≦
１、ｖ≠ｗ）を交互に積層させて構成する。
【００１６】また、本発明においては、上記接触界面を
（１１−２０）面としたことを特徴とする。なお、本明
細書においては、明細書作成の都合上、通常“２バー”
等で表示される結晶指数を“−２”等で表記する。
（１１−２０）面としたことを特徴とする。なお、本明
細書においては、明細書作成の都合上、通常“２バー”
等で表示される結晶指数を“−２”等で表記する。
【００１７】このように、接触界面を（１１−２０）面
とすることによって、レーザ共振器を劈開、例えば、
（１−１００）で劈開するによって形成することが可能
になる。
とすることによって、レーザ共振器を劈開、例えば、
（１−１００）で劈開するによって形成することが可能
になる。
【００１８】また、本発明においては、ナイトライド系
III-Ｖ族化合物半導体装置を製造する際に、基板上に、
Ａｌx Ｇａ1-x Ｎ（０≦ｘ≦１）層、ｐ型超格子層１、
及び、Ａｌy Ｇａ1-y Ｎ（０≦ｙ≦１）層を順次堆積さ
せたのち、積層方向に沿った断面を露出させ、露出させ
た断面上に、光能動層２及びｎ型クラッド層６を順次堆
積させることを特徴とする。特に、光能動層２を、光ガ
イド層３，５、及び、光ガイド層３，５で挟まれた活性
層４によって構成する場合、光ガイド層３，５の成長温
度を１０３０℃〜１１３０℃の範囲としたことを特徴と
する。
III-Ｖ族化合物半導体装置を製造する際に、基板上に、
Ａｌx Ｇａ1-x Ｎ（０≦ｘ≦１）層、ｐ型超格子層１、
及び、Ａｌy Ｇａ1-y Ｎ（０≦ｙ≦１）層を順次堆積さ
せたのち、積層方向に沿った断面を露出させ、露出させ
た断面上に、光能動層２及びｎ型クラッド層６を順次堆
積させることを特徴とする。特に、光能動層２を、光ガ
イド層３，５、及び、光ガイド層３，５で挟まれた活性
層４によって構成する場合、光ガイド層３，５の成長温
度を１０３０℃〜１１３０℃の範囲としたことを特徴と
する。
【００１９】この様に、ｐ型超格子層１を成膜したの
ち、積層方向に沿った断面を露出させることによって、
露出させた断面上に光能動層２及びｎ型クラッド層６を
堆積させることが可能になり、それによって、ｐ型超格
子層１と光能動層２との接触界面を、ｐ型超格子層１の
積層面と非平行にすることができる。なお、この場合の
断面を露出させる手段は、エッチングでも良いし、劈開
でも良く、エッチングを用いる場合には、Ａｌx Ｇａ
1-x Ｎ（０≦ｘ≦１）層及びＡｌy Ｇａ1-y Ｎ（０≦ｙ
≦１）層を高抵抗層にする必要がある。
ち、積層方向に沿った断面を露出させることによって、
露出させた断面上に光能動層２及びｎ型クラッド層６を
堆積させることが可能になり、それによって、ｐ型超格
子層１と光能動層２との接触界面を、ｐ型超格子層１の
積層面と非平行にすることができる。なお、この場合の
断面を露出させる手段は、エッチングでも良いし、劈開
でも良く、エッチングを用いる場合には、Ａｌx Ｇａ
1-x Ｎ（０≦ｘ≦１）層及びＡｌy Ｇａ1-y Ｎ（０≦ｙ
≦１）層を高抵抗層にする必要がある。
【００２０】特に、光能動層２を、第１及び第２の光ガ
イド層３，５、及び、第１及び第２の光ガイド層３，５
で挟まれた活性層４によって構成する場合、第１及び第
２の光ガイド層３，５の成長温度を１０３０℃〜１１３
０℃の範囲とすることによって、ｃ軸方向の成長厚をｃ
軸方向に垂直な方向の成長厚より薄くすることができる
ので、光閉じ込め効果を高めることができる。
イド層３，５、及び、第１及び第２の光ガイド層３，５
で挟まれた活性層４によって構成する場合、第１及び第
２の光ガイド層３，５の成長温度を１０３０℃〜１１３
０℃の範囲とすることによって、ｃ軸方向の成長厚をｃ
軸方向に垂直な方向の成長厚より薄くすることができる
ので、光閉じ込め効果を高めることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】ここで、図２を参照して本発明の
第１の実施の形態の製造工程を説明する。 図２（ａ）参照 まず、改良レイリー法でバルク成長させた六方晶の６Ｈ
−ＳｉＣから（０００１）面で切り出したウェハを用い
たＳｉＣ基板１１上に、ＭＯＶＰＥ法を用いて、１０５
０℃おいてＴＭＧａ（トリメチルガリウム）、ＴＭＡｌ
（トリメチルアルミニウム）、ＮＨ3 （アンモニア）、
及び、キャリアガスとしての水素を流して、厚さが０．
５〜５μｍ、例えば、１．０μｍでＡｌ組成比が、０．
０５〜１、例えば、０．１の高抵抗Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ
層１２、ｐ型超格子クラッド層１３、及び、厚さが０．
１〜１μｍ、例えば、０．５μｍでＡｌ組成比が、０．
０５〜１、例えば、０．１の高抵抗Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ
層１４を順次堆積させる。
第１の実施の形態の製造工程を説明する。 図２（ａ）参照 まず、改良レイリー法でバルク成長させた六方晶の６Ｈ
−ＳｉＣから（０００１）面で切り出したウェハを用い
たＳｉＣ基板１１上に、ＭＯＶＰＥ法を用いて、１０５
０℃おいてＴＭＧａ（トリメチルガリウム）、ＴＭＡｌ
（トリメチルアルミニウム）、ＮＨ3 （アンモニア）、
及び、キャリアガスとしての水素を流して、厚さが０．
５〜５μｍ、例えば、１．０μｍでＡｌ組成比が、０．
０５〜１、例えば、０．１の高抵抗Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ
層１２、ｐ型超格子クラッド層１３、及び、厚さが０．
１〜１μｍ、例えば、０．５μｍでＡｌ組成比が、０．
０５〜１、例えば、０．１の高抵抗Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ
層１４を順次堆積させる。
【００２２】この場合のｐ型超格子クラッド層１３は、
ビスシクロペンタジエニルマグネシウムをｐ型不純物源
として用いて、Ｍｇ濃度が１×１０18〜５×１０19ｃｍ
-3、例えば、３×１０19ｃｍ-3で、厚さが１０〜２００
Å、例えば、２５Åのｐ型Ａｌ0.14Ｇａ0.86Ｎ層と、Ｍ
ｇ濃度が１×１０18〜５×１０19ｃｍ-3、例えば、３×
１０19ｃｍ-3で、厚さが１０〜２００Å、例えば、２５
Åのｐ型ＧａＮ層を交互に積層させて、全体の厚さが
０．５〜２μｍ、例えば、２．０μｍになるように積層
する。
ビスシクロペンタジエニルマグネシウムをｐ型不純物源
として用いて、Ｍｇ濃度が１×１０18〜５×１０19ｃｍ
-3、例えば、３×１０19ｃｍ-3で、厚さが１０〜２００
Å、例えば、２５Åのｐ型Ａｌ0.14Ｇａ0.86Ｎ層と、Ｍ
ｇ濃度が１×１０18〜５×１０19ｃｍ-3、例えば、３×
１０19ｃｍ-3で、厚さが１０〜２００Å、例えば、２５
Åのｐ型ＧａＮ層を交互に積層させて、全体の厚さが
０．５〜２μｍ、例えば、２．０μｍになるように積層
する。
【００２３】図２（ｂ）参照 次いで、通常のフォトエッチング工程によって、高抵抗
Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ層１４乃至高抵抗Ａｌ0.1 Ｇａ0.9
Ｎ層１２をストライプ状にエッチングして側端面が（１
１−２０）面となるストライプ状メサ１５を形成する。
Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ層１４乃至高抵抗Ａｌ0.1 Ｇａ0.9
Ｎ層１２をストライプ状にエッチングして側端面が（１
１−２０）面となるストライプ状メサ１５を形成する。
【００２４】図２（ｃ）参照 次いで、再びＭＯＶＰＥ法を用いて、１０３０〜１１３
０℃、例えば、１０５０℃にした状態でＴＭＧａ、ＮＨ
3 、及び、キャリアガスとしての水素を流して、厚さが
１０〜３００ｎｍ、例えば、１００ｎｍのｐ側ＧａＮ光
ガイド層（Ｓｅｐａｒａｔｅ Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ
Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ層）１６を全面に堆
積させる。
０℃、例えば、１０５０℃にした状態でＴＭＧａ、ＮＨ
3 、及び、キャリアガスとしての水素を流して、厚さが
１０〜３００ｎｍ、例えば、１００ｎｍのｐ側ＧａＮ光
ガイド層（Ｓｅｐａｒａｔｅ Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ
Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ層）１６を全面に堆
積させる。
【００２５】引き続いて、ＴＥＧａ（トリエチルガリウ
ム）、ＴＭＩｎ（トリメチルインジウム）、ＮＨ3 、及
び、キャリアガスとしてのＮ2 を用いて、成長温度を７
００〜９００℃、例えば、７８０℃とした状態で、厚さ
１０〜１００Å、例えば、５０ÅのアンドープＩｎ0.03
Ｇａ0.97Ｎバリア層で挟まれて分離された厚さ３０〜１
００Å、例えば、４０ÅのアンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85
Ｎウエル層を２〜１０層、例えば、３層成長させてＩｎ
ＧａＮＭＱＷ活性層１７を形成する。
ム）、ＴＭＩｎ（トリメチルインジウム）、ＮＨ3 、及
び、キャリアガスとしてのＮ2 を用いて、成長温度を７
００〜９００℃、例えば、７８０℃とした状態で、厚さ
１０〜１００Å、例えば、５０ÅのアンドープＩｎ0.03
Ｇａ0.97Ｎバリア層で挟まれて分離された厚さ３０〜１
００Å、例えば、４０ÅのアンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85
Ｎウエル層を２〜１０層、例えば、３層成長させてＩｎ
ＧａＮＭＱＷ活性層１７を形成する。
【００２６】引き続いて、ＴＭＧａ、ＮＨ3 、及び、キ
ャリアガスとしてのＮ2 を用いて、成長温度を１０３０
〜１１３０℃、例えば、１０９０℃とした状態で、厚さ
１０〜３００ｎｍ、例えば、１００ｎｍのｎ側ＧａＮ光
ガイド層１８を成長させる。
ャリアガスとしてのＮ2 を用いて、成長温度を１０３０
〜１１３０℃、例えば、１０９０℃とした状態で、厚さ
１０〜３００ｎｍ、例えば、１００ｎｍのｎ側ＧａＮ光
ガイド層１８を成長させる。
【００２７】引き続いて、ＴＭＡｌ、ＴＭＧａ、Ｎ
Ｈ3 、ＳｉＨ4 、及び、キャリアガスとしてのＮ2 を用
いて、成長温度を８００〜１２００℃、例えば、１０９
０℃とした状態で、厚さ０．１〜２．０μｍ、例えば、
０．５μｍで、不純物濃度が１．０×１０17〜５．０×
１０19ｃｍ-3、例えば、２．０×１０18ｃｍ-3のｎ型Ａ
ｌ 0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層１９を成長させる。なお、
ｐ側ＧａＮ光ガイド層１６乃至ｎ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎ
クラッド層１９の厚さは、側端面に垂直な方向の厚さで
ある。
Ｈ3 、ＳｉＨ4 、及び、キャリアガスとしてのＮ2 を用
いて、成長温度を８００〜１２００℃、例えば、１０９
０℃とした状態で、厚さ０．１〜２．０μｍ、例えば、
０．５μｍで、不純物濃度が１．０×１０17〜５．０×
１０19ｃｍ-3、例えば、２．０×１０18ｃｍ-3のｎ型Ａ
ｌ 0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層１９を成長させる。なお、
ｐ側ＧａＮ光ガイド層１６乃至ｎ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎ
クラッド層１９の厚さは、側端面に垂直な方向の厚さで
ある。
【００２８】次いで、ストライプ状メサ１５の一方の端
面側にのみｎ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層１９乃至
ｐ側ＧａＮ光ガイド層１６が残存するように選択的にエ
ッチングしたのち、ｎ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層
１９の表面にＴｉ、及び、Ａｕを順次堆積させてＴｉ／
Ａｕ構造のｎ側電極２０を形成すると共に、ストライプ
状メサ１５の他方の端面を覆うようにＮｉ、Ｔｉ、及
び、Ａｕを順次堆積させてＮｉ／Ｔｉ／Ａｕ構造のｐ側
電極２１形成する。次いで、（１１−２０）面に対して
直交する方向、例えば、（１−１００）面で劈開するこ
とによって、短波長半導体レーザが完成する。
面側にのみｎ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層１９乃至
ｐ側ＧａＮ光ガイド層１６が残存するように選択的にエ
ッチングしたのち、ｎ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層
１９の表面にＴｉ、及び、Ａｕを順次堆積させてＴｉ／
Ａｕ構造のｎ側電極２０を形成すると共に、ストライプ
状メサ１５の他方の端面を覆うようにＮｉ、Ｔｉ、及
び、Ａｕを順次堆積させてＮｉ／Ｔｉ／Ａｕ構造のｐ側
電極２１形成する。次いで、（１１−２０）面に対して
直交する方向、例えば、（１−１００）面で劈開するこ
とによって、短波長半導体レーザが完成する。
【００２９】この本発明の第１の実施の形態の短波長半
導体レーザにおいては、ｐ型超格子クラッド層１３と、
ｐ側ＧａＮ光ガイド層１６／ＩｎＧａＮ活性層１７／ｎ
側ＧａＮ光ガイド層１８からなる光能動層との接触界面
が、ｐ型超格子クラッド層１３と垂直であるので、正孔
はｐ型超格子クラッド層１３を構成するｐ型Ａｌ0.14Ｇ
ａ0.86Ｎ層とｐ型ＧａＮ層の界面に沿って移動し、移動
方向に正孔に対するバリアが存在しないので、素子抵抗
を低くすることができる。
導体レーザにおいては、ｐ型超格子クラッド層１３と、
ｐ側ＧａＮ光ガイド層１６／ＩｎＧａＮ活性層１７／ｎ
側ＧａＮ光ガイド層１８からなる光能動層との接触界面
が、ｐ型超格子クラッド層１３と垂直であるので、正孔
はｐ型超格子クラッド層１３を構成するｐ型Ａｌ0.14Ｇ
ａ0.86Ｎ層とｐ型ＧａＮ層の界面に沿って移動し、移動
方向に正孔に対するバリアが存在しないので、素子抵抗
を低くすることができる。
【００３０】また、本発明の第１の実施の形態において
は、ｐ側ＧａＮ光ガイド層１６及びｎ側ＧａＮ光ガイド
層１８を、１０３０〜１１３０℃の成長温度で成膜して
いるので、１０３０℃未満の温度で成膜した場合より
も、ｃ軸方向の成長、即ち、基板面に垂直な方向の成長
を抑制することができ、それによって、光閉じ込めを効
果的にすることができる。
は、ｐ側ＧａＮ光ガイド層１６及びｎ側ＧａＮ光ガイド
層１８を、１０３０〜１１３０℃の成長温度で成膜して
いるので、１０３０℃未満の温度で成膜した場合より
も、ｃ軸方向の成長、即ち、基板面に垂直な方向の成長
を抑制することができ、それによって、光閉じ込めを効
果的にすることができる。
【００３１】次に、図３を参照して、本発明の第２の実
施の形態の製造工程を説明する。 図３（ａ）参照 まず、改良レイリー法によりバルク成長した六方晶の６
Ｈ−ＳｉＣから（０００１）面で切り出したウェハを用
いたＳｉＣ基板１１上に、ＭＯＶＰＥ法を用いて、１０
５０℃おいてＴＭＧａ、ＴＭＡｌ、ビスシクロペンタジ
エニルマグネシウム、ＮＨ3 、及び、キャリアガスとし
ての水素を流して、厚さが０．５〜５μｍ、例えば、
１．０μｍで、不純物濃度が１×１０18〜１×１０19ｃ
ｍ-3、例えば、５×１０18ｃｍ-3で、Ａｌ組成比が、
０．０５〜１、例えば、０．１のｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9
Ｎクラッド層２２、ｐ型超格子クラッド層１３、及び、
厚さが０．１〜１μｍ、例えば、０．５μｍで、不純物
濃度が１×１０18〜１×１０19ｃｍ-3、例えば、５×１
０18ｃｍ-3で、Ａｌ組成比が、０．０５〜１、例えば、
０．１のｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎクラッド層２３を順次
堆積させる。
施の形態の製造工程を説明する。 図３（ａ）参照 まず、改良レイリー法によりバルク成長した六方晶の６
Ｈ−ＳｉＣから（０００１）面で切り出したウェハを用
いたＳｉＣ基板１１上に、ＭＯＶＰＥ法を用いて、１０
５０℃おいてＴＭＧａ、ＴＭＡｌ、ビスシクロペンタジ
エニルマグネシウム、ＮＨ3 、及び、キャリアガスとし
ての水素を流して、厚さが０．５〜５μｍ、例えば、
１．０μｍで、不純物濃度が１×１０18〜１×１０19ｃ
ｍ-3、例えば、５×１０18ｃｍ-3で、Ａｌ組成比が、
０．０５〜１、例えば、０．１のｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9
Ｎクラッド層２２、ｐ型超格子クラッド層１３、及び、
厚さが０．１〜１μｍ、例えば、０．５μｍで、不純物
濃度が１×１０18〜１×１０19ｃｍ-3、例えば、５×１
０18ｃｍ-3で、Ａｌ組成比が、０．０５〜１、例えば、
０．１のｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎクラッド層２３を順次
堆積させる。
【００３２】この場合の、ｐ型超格子クラッド層１３
は、上記の第１の実施の形態と同様であり、Ｍｇ濃度が
１×１０18〜５×１０19ｃｍ-3、例えば、３×１０19ｃ
ｍ-3で、厚さが１０〜２００Å、例えば、２５Åのｐ型
Ａｌ0.14Ｇａ0.86Ｎ層と、Ｍｇ濃度が１×１０18〜５×
１０19ｃｍ-3、例えば、３×１０19ｃｍ-3で、厚さが１
０〜２００Å、例えば、２５Åのｐ型ＧａＮ層を交互に
積層させて、全体の厚さが０．５〜２μｍ、例えば、
１．０μｍになるように積層する。次いで、図において
破線で示すように、（１１−２０）面で劈開してウェハ
をバー状に分割する。
は、上記の第１の実施の形態と同様であり、Ｍｇ濃度が
１×１０18〜５×１０19ｃｍ-3、例えば、３×１０19ｃ
ｍ-3で、厚さが１０〜２００Å、例えば、２５Åのｐ型
Ａｌ0.14Ｇａ0.86Ｎ層と、Ｍｇ濃度が１×１０18〜５×
１０19ｃｍ-3、例えば、３×１０19ｃｍ-3で、厚さが１
０〜２００Å、例えば、２５Åのｐ型ＧａＮ層を交互に
積層させて、全体の厚さが０．５〜２μｍ、例えば、
１．０μｍになるように積層する。次いで、図において
破線で示すように、（１１−２０）面で劈開してウェハ
をバー状に分割する。
【００３３】図３（ｂ）参照 次いで、（１１−２０）面が主面になるように、ＭＯＶ
ＰＥ装置にセットしたのち、再びＭＯＶＰＥ法を用い
て、厚さが１０〜３００ｎｍ、例えば、１００ｎｍのｐ
側ＧａＮ光ガイド層１６、ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層１
７、厚さが１０〜３００ｎｍ、例えば、１００ｎｍのｎ
側ＧａＮ光ガイド層１８、及び、厚さ０．１〜２．０μ
ｍ、例えば、０．５μｍで、不純物濃度が１．０×１０
17〜５．０×１０19ｃｍ-3、例えば、２．０×１０18ｃ
ｍ-3のｎ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層１９を順次成
長させる。なお、この場合のｐ側ＧａＮ光ガイド層１６
及びｎ側ＧａＮ光ガイド層１８の成長温度は１０３０〜
１１３０℃である必要はない。
ＰＥ装置にセットしたのち、再びＭＯＶＰＥ法を用い
て、厚さが１０〜３００ｎｍ、例えば、１００ｎｍのｐ
側ＧａＮ光ガイド層１６、ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層１
７、厚さが１０〜３００ｎｍ、例えば、１００ｎｍのｎ
側ＧａＮ光ガイド層１８、及び、厚さ０．１〜２．０μ
ｍ、例えば、０．５μｍで、不純物濃度が１．０×１０
17〜５．０×１０19ｃｍ-3、例えば、２．０×１０18ｃ
ｍ-3のｎ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層１９を順次成
長させる。なお、この場合のｐ側ＧａＮ光ガイド層１６
及びｎ側ＧａＮ光ガイド層１８の成長温度は１０３０〜
１１３０℃である必要はない。
【００３４】図３（ｃ）参照 次いで、ストライプ方向が（１−１００）面と垂直な方
向になるようにｎ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層１９
乃至ｐ側ＧａＮ光ガイド層１６をエッチングしてストラ
イプ状メサを形成したのち、全面にＳｉＯ2 膜２４を堆
積し、次いで、コンタクト用開口を形成したのち、ｎ型
Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層１９の表面にＴｉ、及
び、Ａｕを順次堆積させてＴｉ／Ａｕ構造のｎ側電極２
０を形成すると共に、ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎクラッド
層２２／ｐ型超格子クラッド層１３／ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ
0.9 Ｎクラッド層２３の露出端面にＮｉ、Ｔｉ、及び、
Ａｕを順次堆積させてＮｉ／Ｔｉ／Ａｕ構造のｐ側電極
２１形成する。次いで、（１１−２０）面に対して直交
する方向、例えば、（１−１００）面で劈開することに
よって、短波長半導体レーザが完成する。
向になるようにｎ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層１９
乃至ｐ側ＧａＮ光ガイド層１６をエッチングしてストラ
イプ状メサを形成したのち、全面にＳｉＯ2 膜２４を堆
積し、次いで、コンタクト用開口を形成したのち、ｎ型
Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層１９の表面にＴｉ、及
び、Ａｕを順次堆積させてＴｉ／Ａｕ構造のｎ側電極２
０を形成すると共に、ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎクラッド
層２２／ｐ型超格子クラッド層１３／ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ
0.9 Ｎクラッド層２３の露出端面にＮｉ、Ｔｉ、及び、
Ａｕを順次堆積させてＮｉ／Ｔｉ／Ａｕ構造のｐ側電極
２１形成する。次いで、（１１−２０）面に対して直交
する方向、例えば、（１−１００）面で劈開することに
よって、短波長半導体レーザが完成する。
【００３５】この本発明の第２の実施の形態の短波長半
導体レーザにおいては、活性層を成長させる際の成長基
板を、ｐ型超格子クラッド層１３を成長させた基板を
（１１−２０）面で劈開して形成しているので、ｐ側Ｇ
ａＮ光ガイド層１６／ＩｎＧａＮ活性層１７／ｎ側Ｇａ
Ｎ光ガイド層１８からなる光能動層との接触界面が、ｐ
型超格子クラッド層１３と垂直になり、正孔はｐ型超格
子クラッド層１３を構成するｐ型Ａｌ0.14Ｇａ0.86Ｎ層
とｐ型ＧａＮ層の界面に沿って移動し、移動する正孔に
対するバリアが存在しないので、素子抵抗を低くするこ
とができる。
導体レーザにおいては、活性層を成長させる際の成長基
板を、ｐ型超格子クラッド層１３を成長させた基板を
（１１−２０）面で劈開して形成しているので、ｐ側Ｇ
ａＮ光ガイド層１６／ＩｎＧａＮ活性層１７／ｎ側Ｇａ
Ｎ光ガイド層１８からなる光能動層との接触界面が、ｐ
型超格子クラッド層１３と垂直になり、正孔はｐ型超格
子クラッド層１３を構成するｐ型Ａｌ0.14Ｇａ0.86Ｎ層
とｐ型ＧａＮ層の界面に沿って移動し、移動する正孔に
対するバリアが存在しないので、素子抵抗を低くするこ
とができる。
【００３６】なお、この本発明の第２の実施の形態と同
様に、ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ超格子クラッド層の積層界面
が、活性層と垂直になるように設けたＡｌＧａＡｓ系半
導体レーザが提案されているが（必要ならば、特開平２
−２４０９９３号公報参照）、ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ超格
子クラッド層は熱伝導率を改善するためであり、本発明
とは全く異なるものである。
様に、ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ超格子クラッド層の積層界面
が、活性層と垂直になるように設けたＡｌＧａＡｓ系半
導体レーザが提案されているが（必要ならば、特開平２
−２４０９９３号公報参照）、ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ超格
子クラッド層は熱伝導率を改善するためであり、本発明
とは全く異なるものである。
【００３７】次に、図４を参照して、本発明の第３の実
施の形態の製造工程を説明する。 図４（ａ）参照 まず、改良レイリー法によりバルク成長した六方晶の６
Ｈ−ＳｉＣから（０００１）面で切り出したウェハを用
いたｎ型ＳｉＣ基板３１上に、ＭＯＶＰＥ法を用いて、
厚さが０．５〜５μｍ、例えば、１．２μｍで、不純物
濃度が１．０×１０17〜５．０×１０19ｃｍ-3、例え
ば、２．０×１０18ｃｍ-3で、Ａｌ組成比が、０．０５
〜１、例えば、０．１のｎ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎクラッ
ド層３２、厚さが５０〜２００ｎｍ、例えば、１００ｎ
ｍで、不純物濃度が１．０×１０17〜５．０×１０19ｃ
ｍ-3、例えば、２．０×１０18ｃｍ-3のｎ型ＧａＮ光ガ
イド層３３、ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層３４、厚さが５０
〜２００ｎｍ、例えば、１００ｎｍ、不純物濃度が１．
０×１０17〜５．０×１０19ｃｍ-3、例えば、２．０×
１０18ｃｍ-3のｎ型ＧａＮ光ガイド層３５、及び、厚さ
が０．５〜２μｍ、例えば、０．５μｍで、不純物濃度
が１．０×１０17〜５．０×１０19ｃｍ-3、例えば、
２．０×１０18ｃｍ-3で、Ａｌ組成比が、０．０５〜
１、例えば、０．１のｎ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎクラッド
層３６を順次堆積させる。なお、この場合のＩｎＧａＮ
ＭＱＷ活性層３４の構成は、上記の第１の実施の形態と
同様にする。
施の形態の製造工程を説明する。 図４（ａ）参照 まず、改良レイリー法によりバルク成長した六方晶の６
Ｈ−ＳｉＣから（０００１）面で切り出したウェハを用
いたｎ型ＳｉＣ基板３１上に、ＭＯＶＰＥ法を用いて、
厚さが０．５〜５μｍ、例えば、１．２μｍで、不純物
濃度が１．０×１０17〜５．０×１０19ｃｍ-3、例え
ば、２．０×１０18ｃｍ-3で、Ａｌ組成比が、０．０５
〜１、例えば、０．１のｎ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎクラッ
ド層３２、厚さが５０〜２００ｎｍ、例えば、１００ｎ
ｍで、不純物濃度が１．０×１０17〜５．０×１０19ｃ
ｍ-3、例えば、２．０×１０18ｃｍ-3のｎ型ＧａＮ光ガ
イド層３３、ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層３４、厚さが５０
〜２００ｎｍ、例えば、１００ｎｍ、不純物濃度が１．
０×１０17〜５．０×１０19ｃｍ-3、例えば、２．０×
１０18ｃｍ-3のｎ型ＧａＮ光ガイド層３５、及び、厚さ
が０．５〜２μｍ、例えば、０．５μｍで、不純物濃度
が１．０×１０17〜５．０×１０19ｃｍ-3、例えば、
２．０×１０18ｃｍ-3で、Ａｌ組成比が、０．０５〜
１、例えば、０．１のｎ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎクラッド
層３６を順次堆積させる。なお、この場合のＩｎＧａＮ
ＭＱＷ活性層３４の構成は、上記の第１の実施の形態と
同様にする。
【００３８】図４（ｂ）参照 次いで、ｎ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎクラッド層３６乃至ｎ
型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎクラッド層３２を幅１〜３μｍ、
例えば、２．０μｍのＳｉＯ2 マスク（図示せず）をマ
スクとしてメサエッチングを行うことによって、側面が
（１１−２０）面になり、且つ、ストライプ方向が（１
−１００）面に垂直なストライプ状メサを形成する。
型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎクラッド層３２を幅１〜３μｍ、
例えば、２．０μｍのＳｉＯ2 マスク（図示せず）をマ
スクとしてメサエッチングを行うことによって、側面が
（１１−２０）面になり、且つ、ストライプ方向が（１
−１００）面に垂直なストライプ状メサを形成する。
【００３９】次いで、再び、ＳｉＯ2 マスクをそのまま
選択成長マスクとしてＭＯＶＰＥ法による選択成長を行
うことによって、Ｍｇ濃度が１×１０18〜５×１０19ｃ
ｍ-3、例えば、３×１０19ｃｍ-3で、厚さが１０〜２０
０Å、例えば、２５Åのｐ型Ａｌ0.14Ｇａ0.86Ｎ層と、
Ｍｇ濃度が１×１０18〜５×１０19ｃｍ-3、例えば、３
×１０19ｃｍ-3で、厚さが１０〜２００Å、例えば、２
５Åのｐ型ＧａＮ層を交互に積層させて、ストライプ状
メサの側面をｐ型超格子層３７で埋め込んで平坦にす
る。なお、この場合、ストライプ状メサの側面に沿って
略平行な薄い層が成長する場合もあるが、正孔がトンネ
ルできる膜厚であれば問題はない。
選択成長マスクとしてＭＯＶＰＥ法による選択成長を行
うことによって、Ｍｇ濃度が１×１０18〜５×１０19ｃ
ｍ-3、例えば、３×１０19ｃｍ-3で、厚さが１０〜２０
０Å、例えば、２５Åのｐ型Ａｌ0.14Ｇａ0.86Ｎ層と、
Ｍｇ濃度が１×１０18〜５×１０19ｃｍ-3、例えば、３
×１０19ｃｍ-3で、厚さが１０〜２００Å、例えば、２
５Åのｐ型ＧａＮ層を交互に積層させて、ストライプ状
メサの側面をｐ型超格子層３７で埋め込んで平坦にす
る。なお、この場合、ストライプ状メサの側面に沿って
略平行な薄い層が成長する場合もあるが、正孔がトンネ
ルできる膜厚であれば問題はない。
【００４０】図４（ｃ）参照 次いで、ＳｉＯ2 マスクを除去したのち、指向性に優れ
たスパッタリング法を用いて全面にＳｉＯ2 膜３８を堆
積させ、ストライプ状メサの頂部を覆うようにＳｉＯ2
膜３８からなる被覆パターンを形成する。なお、この場
合、ｐ型超格子層３７の露出側面にＳｉＯ2 膜３８はほ
とんど堆積せず、仮に堆積しても薄いので、ストライプ
状メサの頂部を覆うＳｉＯ2 膜３８からなる被覆パター
ンを形成する前或いは後に全面エッチングを行うことに
よって除去することができる。
たスパッタリング法を用いて全面にＳｉＯ2 膜３８を堆
積させ、ストライプ状メサの頂部を覆うようにＳｉＯ2
膜３８からなる被覆パターンを形成する。なお、この場
合、ｐ型超格子層３７の露出側面にＳｉＯ2 膜３８はほ
とんど堆積せず、仮に堆積しても薄いので、ストライプ
状メサの頂部を覆うＳｉＯ2 膜３８からなる被覆パター
ンを形成する前或いは後に全面エッチングを行うことに
よって除去することができる。
【００４１】次いで、ｎ型ＳｉＣ基板３１の裏面にＮ
ｉ、Ｔｉ、及び、Ａｕを順次堆積させてＮｉ／Ｔｉ／Ａ
ｕ構造のｎ側電極３９を形成すると共に、ｐ型超格子層
３７の露出表面にＮｉ、Ｔｉ、及び、Ａｕを順次堆積さ
せてＮｉ／Ｔｉ／Ａｕ構造のｐ側電極４０形成する。次
いで、（１１−２０）面に対して直交する方向、例え
ば、（１−１００）面で劈開することによって、短波長
半導体レーザが完成する。
ｉ、Ｔｉ、及び、Ａｕを順次堆積させてＮｉ／Ｔｉ／Ａ
ｕ構造のｎ側電極３９を形成すると共に、ｐ型超格子層
３７の露出表面にＮｉ、Ｔｉ、及び、Ａｕを順次堆積さ
せてＮｉ／Ｔｉ／Ａｕ構造のｐ側電極４０形成する。次
いで、（１１−２０）面に対して直交する方向、例え
ば、（１−１００）面で劈開することによって、短波長
半導体レーザが完成する。
【００４２】この本発明の第３の実施の形態の短波長半
導体レーザにおいては、従来のＢＨ（埋込ヘテロ接合）
構造半導体レーザと同様の製造工程を採用しているの
で、上記の第１の実施の形態のように成長温度に考慮を
払う必要はなく、また、上記の第２の実施の形態のよう
に特殊な成長基板を用いる必要がないので、製造工程が
複雑化することがない。
導体レーザにおいては、従来のＢＨ（埋込ヘテロ接合）
構造半導体レーザと同様の製造工程を採用しているの
で、上記の第１の実施の形態のように成長温度に考慮を
払う必要はなく、また、上記の第２の実施の形態のよう
に特殊な成長基板を用いる必要がないので、製造工程が
複雑化することがない。
【００４３】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、本発明は実施の形態に記載した構成に限られるも
のではなく、各種の変更が可能である。例えば、上記の
各実施の形態においては、基板として、ＳｉＣ基板を用
いているが、ＳｉＣ基板に限られるものではなく、（０
００１）面を主面とするＧａＮ基板或いは（０００１）
面を主面とするサファイア基板を用いても良いものであ
る。なお、上記の第３の実施の形態において、サファイ
ア基板を用いる場合には、図５に示した従来例と同様
に、ｎ型クラッド層の露出表面にｎ側電極を設ける必要
がある。
たが、本発明は実施の形態に記載した構成に限られるも
のではなく、各種の変更が可能である。例えば、上記の
各実施の形態においては、基板として、ＳｉＣ基板を用
いているが、ＳｉＣ基板に限られるものではなく、（０
００１）面を主面とするＧａＮ基板或いは（０００１）
面を主面とするサファイア基板を用いても良いものであ
る。なお、上記の第３の実施の形態において、サファイ
ア基板を用いる場合には、図５に示した従来例と同様
に、ｎ型クラッド層の露出表面にｎ側電極を設ける必要
がある。
【００４４】また、上記の各実施の形態においては、ｐ
型超格子層をｐ型Ａｌ0.14Ｇａ0.86Ｎ／ｐ型ＧａＮによ
って構成しているが、この様な組成比に限られるもので
はなく、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ｎ（０≦ｘ≦１）／ｐ型Ａ
ｌy Ｇａ1-y Ｎ（０≦ｙ≦１、ｘ≠ｙ）によって構成し
ても良いものであり、且つ、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ｎとｐ
型Ａｌy Ｇａ1-y Ｎのｐ型不純物濃度は同じである必要
はない。
型超格子層をｐ型Ａｌ0.14Ｇａ0.86Ｎ／ｐ型ＧａＮによ
って構成しているが、この様な組成比に限られるもので
はなく、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ｎ（０≦ｘ≦１）／ｐ型Ａ
ｌy Ｇａ1-y Ｎ（０≦ｙ≦１、ｘ≠ｙ）によって構成し
ても良いものであり、且つ、ｐ型Ａｌx Ｇａ1-x Ｎとｐ
型Ａｌy Ｇａ1-y Ｎのｐ型不純物濃度は同じである必要
はない。
【００４５】また、上記の第２の実施の形態において
は、（１１−２０）面でウェハを劈開しているが、分割
手段は劈開に限られるものではなく、（１１−２０）面
でダイシングしても良いものであり、ダイシング後に研
磨を行って、研磨面に成長させるようにすれば良い。
は、（１１−２０）面でウェハを劈開しているが、分割
手段は劈開に限られるものではなく、（１１−２０）面
でダイシングしても良いものであり、ダイシング後に研
磨を行って、研磨面に成長させるようにすれば良い。
【００４６】また、上記の第３の実施の形態において
は、ｐ型超格子層をストライプ状メサの頂部とほぼ等し
い高さになるように成長させて表面を平坦化させている
が、必ずしも同じ高さにする必要はない。
は、ｐ型超格子層をストライプ状メサの頂部とほぼ等し
い高さになるように成長させて表面を平坦化させている
が、必ずしも同じ高さにする必要はない。
【００４７】また、上記の各実施の形態の説明において
は、半導体レーザを構成するダブルヘテロ接合（ＤＨ）
構造を、ｎ型クラッド層／ｎ側光ガイド層／ＭＱＷ活性
層／ｐ側光ガイド層／ｐ型クラッド層で構成している
が、この様な構成に限られるものではなく、公知の他の
ナイトライド系半導体レーザにおけるＤＨ構造を用いて
も良いものであり、例えば、ＭＱＷ活性層とｐ側光ガイ
ド層との間にｐ型エレクトロンブロック層を設けても良
いものである。
は、半導体レーザを構成するダブルヘテロ接合（ＤＨ）
構造を、ｎ型クラッド層／ｎ側光ガイド層／ＭＱＷ活性
層／ｐ側光ガイド層／ｐ型クラッド層で構成している
が、この様な構成に限られるものではなく、公知の他の
ナイトライド系半導体レーザにおけるＤＨ構造を用いて
も良いものであり、例えば、ＭＱＷ活性層とｐ側光ガイ
ド層との間にｐ型エレクトロンブロック層を設けても良
いものである。
【００４８】さらに、本発明は、半導体レーザに限られ
るものではなく、青色発光ダイオード等の短波長発光ダ
イオードにも適用されるものであり、用途は限定される
ものではない。
るものではなく、青色発光ダイオード等の短波長発光ダ
イオードにも適用されるものであり、用途は限定される
ものではない。
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば、ｐ型クラッド層をｃ軸
方向に堆積させたｐ型超格子層で構成してｐ型不純物の
活性化率を高めるとともに、ｐ型超格子層と活性層を含
む光能動層との接触界面を、ｐ型超格子層の積層面と非
平行に、特に、垂直にしているので、正孔が電位障壁を
通過することなく光能動層に注入されるので、素子抵抗
が増大することがなく、ひいては、短波長半導体レーザ
等のナイトライド系III-Ｖ族化合物半導体装置の低消費
電力化が可能になり、光情報記録装置等の光源としてそ
の高密度化に寄与するところが大きい。
方向に堆積させたｐ型超格子層で構成してｐ型不純物の
活性化率を高めるとともに、ｐ型超格子層と活性層を含
む光能動層との接触界面を、ｐ型超格子層の積層面と非
平行に、特に、垂直にしているので、正孔が電位障壁を
通過することなく光能動層に注入されるので、素子抵抗
が増大することがなく、ひいては、短波長半導体レーザ
等のナイトライド系III-Ｖ族化合物半導体装置の低消費
電力化が可能になり、光情報記録装置等の光源としてそ
の高密度化に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の製造工程の説明図
である。
である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の製造工程の説明図
である。
である。
【図４】本発明の第３の実施の形態の製造工程の説明図
である。
である。
【図５】従来の改良型短波長発光素子の概略的断面図で
ある。
ある。
【図６】従来の改良型短波長発光素子の価電子帯側のバ
ンドダイヤグラムである。
ンドダイヤグラムである。
１ ｐ型超格子層 ２ 光能動層 ３ 第１の光ガイド層 ４ 活性層 ５ 第２の光ガイド層 ６ ｎ型クラッド層 １１ ＳｉＣ基板 １２ 高抵抗Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ層 １３ ｐ型超格子クラッド層 １４ 高抵抗Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ層 １５ ストライプ状メサ １６ ｐ側ＧａＮ光ガイド層 １７ ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層 １８ ｎ側ＧａＮ光ガイド層 １９ ｎ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層 ２０ ｎ側電極 ２１ ｐ側電極 ２２ ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎクラッド層 ２３ ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎクラッド層 ２４ ＳｉＯ2 膜 ３１ ｎ型ＳｉＣ基板 ３２ ｎ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎクラッド層 ３３ ｎ型ＧａＮ光ガイド層 ３４ ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層 ３５ ｎ型ＧａＮ光ガイド層 ３６ ｎ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎクラッド層 ３７ ｐ型超格子層 ３８ ＳｉＯ2 膜 ３９ ｎ側電極 ４０ ｐ側電極 ４１ ＧａＮ基板 ４２ ｎ型ＧａＮバッファ層 ４３ ｎ型超格子クラッド層 ４４ ｎ側ＧａＮ光ガイド層 ４５ ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層 ４６ ｐ側ＧａＮ光ガイド層 ４７ ｐ型超格子クラッド層 ４８ ｐ型ＧａＮコンタクト層 ４９ ｎ側電極 ５０ ｐ側電極 ５１ ＳｉＯ2 膜 ５２ ｎ側パッド電極 ５３ ｐ側パッド電極
Claims (5)
- 【請求項１】 ｐ型超格子層と光能動層との接触界面
を、前記ｐ型超格子層の積層面と非平行にしたことを特
徴とするナイトライド系III-Ｖ族化合物半導体装置。 - 【請求項２】 上記接触界面を、ｐ型超格子層の積層
面と垂直にしたことを特徴とする請求項１記載のナイト
ライド系III-Ｖ族化合物半導体装置。 - 【請求項３】 上記接触界面を（１１−２０）面とした
ことを特徴とする請求項１または２に記載のナイトライ
ド系III-Ｖ族化合物半導体装置。 - 【請求項４】 基板上に、Ａｌx Ｇａ1-x Ｎ（０≦ｘ≦
１）層、ｐ型超格子層、及び、Ａｌy Ｇａ1-y Ｎ（０≦
ｙ≦１）層を順次堆積させたのち、積層方向に沿った断
面を露出させ、前記露出させた断面上に、光能動層及び
ｎ型クラッド層を順次堆積させることを特徴とするナイ
トライド系III-Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 上記光能動層を、第１及び第２の光ガイ
ド層、及び、前記第１及び第２の光ガイド層で挟まれた
活性層によって構成するとともに、前記第１及び第２の
光ガイド層の成長温度を１０３０℃〜１１３０℃の範囲
としたことを特徴とする請求項４記載のナイトライド系
III-Ｖ族化合物半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000209232A JP2002026463A (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | ナイトライド系ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000209232A JP2002026463A (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | ナイトライド系ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002026463A true JP2002026463A (ja) | 2002-01-25 |
Family
ID=18705673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000209232A Pending JP2002026463A (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | ナイトライド系ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002026463A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002164623A (ja) * | 2000-11-24 | 2002-06-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 窒化物半導体レーザ及びその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02240993A (ja) * | 1989-03-14 | 1990-09-25 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
-
2000
- 2000-07-11 JP JP2000209232A patent/JP2002026463A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02240993A (ja) * | 1989-03-14 | 1990-09-25 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002164623A (ja) * | 2000-11-24 | 2002-06-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 窒化物半導体レーザ及びその製造方法 |
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