JP2002176226A - 光素子およびその製造方法 - Google Patents

光素子およびその製造方法

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上 真 也 布
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川 正 行 石
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い反射率を有し、ストップバンドの波長幅
が広く、製造が容易なＤＢＲを提供することによって、
効率が高く、動作が安定しており、歩留まりが高い光素
子及びそれらの製造方法を提供する。 【解決手段】 窒化物半導体からなる複数の半導体層が
互いにほぼ等間隔に離間して積層された分布ブラック反
射鏡（ＤＢＲ）を用いる。また、窒化物半導体からなる
半導体層と、有機膜からなる有機膜層と、を交互に積層
した分布ブラック反射鏡（ＤＢＲ）を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光素子及びそれら
の製造方法に関し、特に、反射特性が顕著に優れた分布
ブラッグ反射鏡を備えた光素子及びそれらの製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】発光機能、光検出機能、光変調機能、な
どを有する各種の光素子においては、高い反射率を有す
る分布ブラッグ反射鏡（Distributed Bragg Reflecto
r、以下ＤＢＲ）が用いられている。このＤＢＲは、屈
折率が異なる２種類の材料を交互に積層し、その屈折率
の違いを利用して光を反射する反射鏡である。このＤＢ
Ｒを用いた光素子の１つとして、以下、面発光レーザを
例にあげて説明する。
【０００３】面発光レーザは、基板に対して垂直方向に
レーザ光を出射する面発光型素子である。この素子は、
2次元的な集積化が容易であり、並列光情報処理や光イ
ンターコネクションあるいは光ディスクなどのデータス
トレージ分野への応用が期待されている。この面発光レ
ーザとしては、現在までに、波長０．９８μｍのＧａＩ
ｎＡｓ／ＧａＡｓ系面発光レーザ、波長０．７８〜０．
８５μｍ帯のＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ系面発光レーザ、
波長０．６３〜０．６７μｍのＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡ
ｓ系面発光レーザなどが開発されている。これらの面発
光レーザは、一般に、活性層と、この活性層を挟んで位
置するｐ型およびｎ型クラッド層と、からなる共振器を
具備し、共振器を挟んでＤＢＲが形成される。面発光レ
ーザでは、レーザ光を得るために、活性層の上下のＤＢ
Ｒの反射率を各々９９％以上にする必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近時、レーザでは、バ
ンドギャップが大きい窒化物半導体を用いた波長約０．
４μｍの短波長の窒化物半導体系レーザが注目されてい
る。このような短波長のレーザには、ＤＶＤ等の光ディ
スクの記録密度を高めることができるなど、さまざまな
利点がある。このため、この窒化物半導体系レーザは、
次世代の高密度光ディスクシステムの光源等として注目
されている。
【０００５】しかしながら、従来、この窒化物半導体系
レーザにおいて、面発光レーザは実用化されていなかっ
た。この理由の１つは、窒化物半導体では、上記のよう
な高い反射率のＤＢＲを作ることが困難であったからで
ある。
【０００６】即ち、窒化ガリウム系レーザの場合、ＤＢ
Ｒとして使用可能な半導体材料の組み合わせはＧａＮと
ＡｌＧａＮまたはＧａＮとＡｌＮなどが挙げられる。し
かし、屈折率ｎの差が大きいＧａＮ（ｎ＝２．５７）と
ＡｌＮ（ｎ＝２．１５）でＤＢＲを構成する場合でも、
必要とされる高反射率を得るためには最小でも２０層以
上の多層膜を成長する必要がある。従って、面発光レー
ザでは、活性層の上下で合計４０層以上の多層膜を形成
する必要がある。ところが、ＧａＮとＡｌＮの積層構造
では、格子定数の差が大きく、Ａｌの結晶が硬いため
に、クラックが発生しやすい。このため、４０層もの多
層膜を形成するとクラックの発生が避けられず、歩留ま
りが著しく低下してしまった。また、ＧａＮとＡｌＮの
多層膜の成長速度が遅いために、４０層もの多層膜を形
成すると、生産性が著しく低下してしまうという問題も
あった。このように、窒化物半導体では、高反射率の反
射鏡を得ようとすると層数が多い積層構造になり、その
結果、歩留まりや生産性が低下してまった。さらに、こ
のＤＢＲの場合、高反射帯域（ストップバンドの波長
幅）が非常に狭く、ＤＢＲの各層の厚さ、共振器の厚
さ、活性層の組成、等が設計値よりわずかにずれただけ
でも発振条件を満足できなくなるので、安定したレーザ
光が得られないという問題もあった。これらの理由か
ら、従来、窒化物半導体面発光レーザは実用化されてい
なかった。
【０００７】本発明は、上述した課題の認識に基づいて
なされたものであり、その目的は、高い反射率を有し、
ストップバンドの波長幅が広く、製造が容易なＤＢＲを
提供することによって、効率が高く、動作が安定してお
り、歩留まりが高い光素子及びそれらの製造方法を提供
することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の光素子は、光を
反射する反射鏡を備えた光素子であって、前記反射鏡
は、アルミニウムを含有する第１の窒化物半導体からな
るほぼ同一の膜厚の複数の半導体層が互いにほぼ等間隔
に離間して積層された積層体を有することを特徴とす
る。
【０００９】また、本発明の光素子は、光を反射する反
射鏡を備えた光素子であって、前記反射鏡は、アルミニ
ウムを含有する窒化物半導体からなるほぼ同一の膜厚の
複数の半導体層と、有機膜からなるほぼ同一の膜厚の複
数の有機膜層と、が交互に積層された積層体であること
を特徴とする。
【００１０】また、本発明の光素子の製造方法は、光を
反射する反射鏡を備える光素子の製造方法であって、前
記反射鏡を、アルミニウムを含有する第１の窒化物半導
体からなる半導体層と、前記第１の窒化物半導体よりも
アルミニウムの含有割合が小さい第２の窒化物半導体か
らなるエッチング層と、を交互に積層した積層体を形成
する工程と、前記積層体を水素を含有する雰囲気中で加
熱することにより、前記積層体の端面に露出した前記エ
ッチング層をエッチングして隣接する前記半導体層の間
に間隙を形成する工程と、により形成することを特徴と
する。
【００１１】また、本発明の光素子の製造方法は、光を
反射する反射鏡を備える光素子の製造方法であって、前
記反射鏡を、アルミニウムを含有する第１の窒化物半導
体からなる半導体層と、前記第１の窒化物半導体よりも
アルミニウムの含有割合が小さい第２の窒化物半導体か
らなるエッチング層と、を交互に積層した積層体を形成
する工程と、前記積層体を水素を含有する雰囲気中で加
熱することにより、前記積層体の端面に露出した前記エ
ッチング層をエッチングして隣接する前記半導体層の間
に間隙を形成する工程と、前記間隙に有機膜層を形成す
る工程と、により形成することを特徴とする。
【００１２】また、本発明の面発光型素子の製造方法
は、活性層からの光を反射する第１の反射鏡と、前記活
性層からの光を反射する第２の反射鏡と、が前記活性層
を挟み込んで配置された面発光型素子の製造方法であっ
て、前記第１の反射鏡と前記第２の反射鏡との少なくと
も一方を、アルミニウムを含有する第１の窒化物半導体
からなる半導体層と、前記第１の窒化物半導体よりもア
ルミニウムの含有割合が小さい第２の窒化物半導体から
なるエッチング層と、を交互に積層した積層体を形成す
る工程と、前記積層体を水素を含有する雰囲気中で加熱
することにより、前記積層体の端面に露出した前記エッ
チング層をエッチングして隣接する前記半導体層の間に
間隙を形成する工程と、により形成することを特徴とす
る。
【００１３】また、本発明の面発光型素子の製造方法
は、活性層からの光を反射する第１の反射鏡と、前記活
性層からの光を反射する第２の反射鏡と、が前記活性層
を挟み込んで配置された面発光型素子の製造方法であっ
て、前記第１の反射鏡と前記第２の反射鏡との少なくと
も一方を、アルミニウムを含有する第１の窒化物半導体
からなる半導体層と、前記第１の窒化物半導体よりもア
ルミニウムの含有割合が小さい第２の窒化物半導体から
なるエッチング層と、を交互に積層した積層体を形成す
る工程と、前記積層体を水素を含有する雰囲気中で加熱
することにより、前記積層体の側面に露出した前記エッ
チング層をエッチングして隣接する前記半導体層の間に
間隙を形成する工程と、前記間隙に有機膜層を形成する
工程と、により形成することを特徴とする。
【００１４】ここで、本願明細書において窒化物半導体
とは、Ｂ１−ｘ−ｙ−ｚＩｎｘＡｌ ｙＧａｚＮ（０≦ｘ
≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）
なる化学式において組成比ｘ，ｙ及びｚをそれぞれの範
囲内で変化させたすべての組成の半導体を含むものとす
る。例えば、ＩｎＧａＮ（ｘ＝０．４、ｙ＝０、ｚ＝
０．６）も窒化物半導体に含まれるものとする。さら
に、Ｖ族元素であるＮ（窒素）の一部をＡｓ（砒素）や
Ｐ（リン）に置き換えたものも含まれるものとする。こ
の際、III族元素としては上記の３つの元素（Ｉｎ，Ａ
ｌ，Ｇａ）のいずれか１つが含まれ、また、V族元素と
しては必ずＮ（窒素）が含まれるものとする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態の光素子について説明する。本実施形態の光
素子の特徴の１つは、反射率が高く、ストップバンドの
波長幅が広く、製造が容易な分布ブラック反射鏡（Ｄｉ
ｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏ
ｒ、以下ＤＢＲ）備えたことである。まず、第１の実施
の形態では、ＡｌＧａＮと、空気と、を交互に積層した
ＤＢＲを用いた光素子について説明する。次に、第２の
実施の形態では、ＡｌＧａＮと、有機膜と、を交互に積
層したＤＢＲを備えた光素子について説明する。その
後、この第１及び第２の実施の形態に関して、具体例と
しての実施例を挙げつつ、さらに詳細に説明する。
【００１６】（第１の実施の形態）第１の実施の形態の
光素子の特徴の１つは、図１から分かるように、ＡｌＧ
ａＮと、空気と、を交互に積層した分布ブラック反射鏡
Ｍを備えている点である。以下では、まず図１を参照に
して分布ブラック反射鏡Ｍの作用について簡単に説明
し、次に図２〜図５を参照にして分布ブラック反射鏡Ｍ
の構造について説明し、次に図６〜図７を参照にして分
布ブラック反射鏡Ｍの特性を従来例と比較しながら説明
し、次に図８〜図９を用いて分布ブラック反射鏡Ｍの製
造方法について説明する。なお、以下では、分布ブラッ
ク反射鏡を、反射鏡と呼ぶ場合がある。
【００１７】図１は、本発明の第１の実施の形態の光素
子ＯＤの構成を表す概念断面図である。光素子ＯＤは、
発光素子でも受光素子でも光変調素子でも良く、あるい
はこれらを組み合わせたものであっても良い。この光素
子ＯＤは、基体Ｂ上に、分布ブラック反射鏡Ｍを有す
る。反射鏡Ｍは、特定の波長の入射光Ｌを反射する。反
射する方向は、図示の如く反射鏡Ｍの主面に対して斜め
方向でも良く、または主面に対して垂直方向でもよい。
入射光Ｌの放出源は、図示の如く光素子ＯＤの中に設け
られていても良く、また外部に設けられていても良い。
また、反射された入射光Ｌは、光素子ＯＤの内部で変調
あるいは光電変換などの処理を受けてもよく、または、
そのまま外部に放出されてもよい。さらに、反射鏡Ｍに
入射した入射光Ｌの一部は、反射されずに、反射鏡Ｍを
透過するようにしてもよい。
【００１８】次に、図２〜図５を参照にして、反射鏡Ｍ
の構造について説明する。図２は、分布ブラック反射鏡
Ｍの構造を示す概念斜視図である。反射鏡Ｍは、Ａｌ
０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなる半導体層Ｍ１と、空気
からなるギャップ層Ｍ２と、が交互に積層された構造で
ある。言い換えると、反射鏡Ｍは、複数の半導体層Ｍ１
が互いにほぼ等間隔に離間して積層された積層構造を有
する。そして、それぞれの半導体層Ｍ１は、隣接する前
記半導体層の間に介在して設けられた支持部Ｓによって
支持されており、この支持部ＳはＧａＮからなる。反射
鏡Ｍにおいて、波長λの入射光に対して高い反射率を得
るためには、半導体層Ｍ１およびギャップ層Ｍ２の厚さ
を、それぞれλ／４ｎ１およびλ／４ｎ２とする。ここ
で、ｎ１はＡｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎの屈折率約２．
５７、ｎ２は空気の屈折率約１、である。例えば、４０
０ｎｍの入射光Ｌに対して高い反射率の反射鏡Ｍを得る
ためには、半導体層Ｍ１の厚さを約４０ｎｍ、ギャップ
層Ｍ２の厚さを約１００ｎｍにする。この反射鏡Ｍで
は、半導体層Ｍ１のＡｌ０．０５Ｇａ０．９ ５Ｎと、ギ
ャップ層Ｍ２の空気と、の大きな屈折率の差を利用し
て、入射光Ｌを高効率で反射する。
【００１９】ここで、図２の反射鏡Ｍでは、ギャップ層
Ｍ２を空気からなる層にしたが、その他の気体あるいは
真空空間からなる層とるすることもできる。また、図２
の反射鏡では、半導体層Ｍ１をＡｌ０．０５Ｇａ
０．９５Ｎからなる層にしたが、他の窒化物半導体から
なる層にすることもできる。ただし、半導体層Ｍ１はＡ
ｌを含有する窒化物半導体であることが望ましい。例え
ば、図２のようにＡｌＧａＮを用いると、ＡｌＧａＮは
ＧａＮと比較して基礎吸収端の波長が大幅に短いので、
反射鏡Ｍが反射する最短波長を大幅に短くすることがで
きる。ただし、半導体層Ｍ１には、光素子ＯＤの入射光
Ｌのの波長に応じて、窒化物半導体以外のIII−Ｖ族半
導体やＳｉを使用してもよい。また、各部の膜厚、層
数、寸法などの関係は適宜変更することができる。
【００２０】図３は、反射鏡Ｍの他の具体例を表す概念
斜視図である。同図の例においては、反射鏡Ｍの一方の
みに支持部Ｓが設けられ、いわば、半導体層Ｍ１は、
「片持ち梁状」に支持されている。そして、層Ｍ１の間
には、ギャップ層Ｍ２が形成されている。
【００２１】図４及び図５は、反射鏡Ｍの他の具体例を
表す概念斜視図である。これらの例においては、支持部
Ｓが反射鏡Ｍのいずれかの側面において連続して設けら
れ、ここから半導体層Ｍ１のそれぞれが延在してＤＢＲ
を形成している。換言すると、半導体層Ｍ１のそれぞれ
の端部が支持部Ｓに連結された構成を有する。図４及び
図５の反射鏡Ｍでは、支持部Ｓにも半導体層Ｍ１と同様
に、Ａｌ０．０５Ｇａ ０．９５Ｎを用いている。図４
は、反射鏡Ｍの両端に支持部Ｓが設けられた例で、図５
は、反射鏡Ｍの一端に支持部Ｓが設けられた例を、それ
ぞれ表す。但し、本発明は、これらの具体例に限定され
ず、支持部Ｓは、反射鏡Ｍの周囲を取り囲むように設け
られていても良く、または、反射鏡Ｍの内部の一部分を
貫通するよう支柱状に設けられていても良い。
【００２２】次に、図６〜図７を参照にして、反射鏡Ｍ
の特性について説明する。図６は、図２に示した反射鏡
Ｍの反射率特性を表すグラフ図である。この図６は、図
２の反射鏡Ｍの各層の膜厚を波長４００ｎｍ前後の入射
光Ｌに対して高い反射率が得られるように設計した場合
のデータである。横軸は入射光Ｌの波長Ｗａｖｅｌｅｎ
ｇｔｈを、縦軸はこの入射光に対する反射率Ｒを、示し
ている。この図６では、図２の反射鏡Ｍにおいて、Ａｌ
０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなる半導体層Ｍ１と、空気
からなるギャップ層Ｍ２と、を３ペア組み合わせた場
合、及び４ペア組み合わせた場合の反射率Ｒを示してい
る。
【００２３】図６から分かるように、図２に示した反射
鏡Ｍでは、３ペア積層しただけで、９９％以上の高反射
率が得られる。例えば、面発光レーザでは、閾電流密度
を低減するために、ＤＢＲの反射率は高いほど好まし
く、９９％以上の高反射率の反射鏡が必要とされるが、
図２の反射鏡Ｍでは、３ペア積層しただけで、このよう
な高反射率が得られる。また、図２の反射鏡で、４ペア
積層すれば９９．９％以上の反射率が得られ、しかもそ
の高反射帯域（ストップバンドの波長幅）は約６０ｎｍ
と非常に広くなる。また、反射率９９．５％の高反射帯
域は約１４０ｎｍにもなる。このため、半導体層Ｍ１の
厚さが設計値から５ｎｍ程度ずれても、４００ｎｍの波
長の入射光Ｌに対して９９．５％以上の反射率が得られ
る。このように、図２の反射鏡Ｍは、積層する層数が少
なくても、高い特性を得ることができる。
【００２４】これに対し、比較例として、図７に、従来
のＤＢＲの反射率特性を示す。図７は、ＧａＮ層とＡｌ
Ｎ層とを交互に１５ペアあるいは２０ペア積層したＤＢ
Ｒのデータである。図６と同様に、横軸は入射光Ｌの波
長Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈを、縦軸はこの入射光Ｌに対す
る反射率Ｒを、示している。この反射鏡も、波長が４０
０ｎｍ前後において高い反射率が得られるように形成さ
れた反射鏡である。
【００２５】図７から分かるように、ＧａＮ層とＡｌＮ
層とを組み合わせた従来のＤＢＲにおいては、１５ペア
の多層膜では９９％の高反射率を得ることができない。
９９％の高反射率を得るためには、２０ペア以上の多層
膜を成長する必要がある。また、図７の従来のＤＢＲに
おいては、２０ペアの多層膜を成長した場合でも、反射
率９９．５％以上の高反射帯域（ストップバンドの波長
幅）は、約１５ｎｍ程度と非常に狭い。このため、半導
体層Ｍ１の厚さが設計値から１ｎｍ程度以上ずれると、
４００ｎｍの波長の入射光Ｌに対して９９．５％以上の
反射率が得られなくなる。
【００２６】以上のように、図６に示す本実施形態のＤ
ＢＲは、図７に示す従来のＤＢＲに比べ、少ない層数で
高い特性が得られる。
【００２７】もっとも、図２のようなギャップ層Ｍ２を
用いた反射鏡Ｍを形成することは、従来、極めて困難で
あると考えられていた。なぜなら、従来のエッチング方
法では、ギャップ層Ｍ２を図２のような形状にエッチン
グすることができなかったからである。即ち、前述のよ
うに、図２のギャップ層Ｍ２の厚さは１００ｎｍ程度と
薄く、図２のような形状にエッチングするには微細加工
が要求される。しかし、窒化物半導体は結晶が硬いため
に、ドライ・エッチングを用いてこのような微細加工を
行うことは困難である。また、ウェット・エッチングを
用いた場合も、エッチング液が厚さ約１００ｎｍの間隙
を浸入することが困難であるために、図２のような形状
にエッチングすることは難しい。しかも、図２から分か
るように、ギャップ層Ｍ２は、周期的に３〜４層形成す
る必要があり、高い加工精度が要求される。このため、
従来の技術常識では、図２のようなギャップ層Ｍ２を形
成することは極めて困難であると考えられていた。しか
しながら本発明者は、ギャップ層Ｍ２を形成して高い反
射率のＤＢＲを得るべく各種の実験を繰り返した。その
結果、独自に発明した気相エッチング法を用いて、これ
を実現できることを知得した。以下、図８〜図９を参照
にして、この気相エッチング法を説明する。
【００２８】図８は、図２に示した反射鏡Ｍの製造方法
を示す概念断面図である。
【００２９】まず、図８（ａ）に示すように、所定の基
体Ｂの上に、ＭＯＣＶＤ法（matalorganic chemical va
por deposition：有機金属化学気相成長法）またはＭＢ
Ｅ法（molecular beam epitaxy：分子線エピタキシー）
により、Ａｌ０．０５Ｇａ ０．９５Ｎからなる半導体層
Ｍ１と、ＧａＮからなるエッチング層Ｅと、の積層構造
を形成する。
【００３０】次に、図８（ｂ）に示すように、積層構造
の一部を選択的に除去してその側面ＳＦを露出させる。
この除去は例えば、レジストなどのマスクとＲＩＥ（re
active ion etching：反応性イオンエッチング）あるい
はイオン・ミリングなどのエッチング方法を用いて行う
ことができる。なお、図８（ｂ）においては、積層構造
のみを選択的にエッチングした例を表したが、基体Ｂま
でエッチングしても良い。
【００３１】次に、図８（ｃ）に示すように、本発明者
が独自に発明した気相エッチング法を用いて、側面ＳＦ
からエッチング層Ｅを選択的にエッチング除去する。即
ち、図８（ｂ）の積層体を、水素を含有する雰囲気中で
１０００℃前後に昇温すると、エッチング層Ｅはエッチ
ングされ、半導体層Ｍ１は殆どエッチングされない。こ
れにより、エッチング層Ｅのみを選択的にエッチング除
去することができる。
【００３２】次に、図８（ｄ）に示すように、エッチン
グが所定量進行した段階でエッチングを停止する。その
結果、エッチング層Ｅの一部が半導体層Ｍ１を支える支
持部Ｓとして残留し、図２のＤＢＲ反射鏡Ｍが完成す
る。
【００３３】上記の気相エッチング法では、Ａｌを含有
しない窒化物半導体に比べて、Ａｌを僅かでも含有した
窒化物半導体のエッチング速度が大幅に低下することを
利用している。即ち、図８（ｂ）の積層体を水素を含有
する雰囲気中で１０００℃前後に昇温すると、ＧａＮか
らなるエッチング層Ｅはエッチングされるのに対し、Ａ
ｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなる半導体層Ｍ１はほと
んどエッチングされない。これは本発明者の独自の検討
で得られた結果である。このようにＧａＮがエッチング
される理由について、本発明者は、ＧａＮが高温で水素
と反応し、Ｇａ（気相）とＮＨ３（気相）とに分解して
昇華するからであると考えている。また、ＡｌＧａＮが
エッチングされないのは、Ａｌを含有することにより、
Ｖ属元素との結合力が強くなって分解が生じにくくなる
からであると考えられる。そして、このエッチング速度
の違いを利用して、選択的なエッチングを行うことがで
きる。
【００３４】ここで、図８では、半導体層Ｍ１がＡｌＧ
ａＮからなり、エッチング層ＥがＧａＮからなる場合に
ついて説明したが、本発明は、これに限定されるもので
はない。即ち、半導体層Ｍ１のＡｌ含有割合をエッチン
グ層ＥのＡｌ含有割合よりも高くすれば、エッチング層
Ｅのエッチング速度が半導体層Ｍ１のエッチング速度よ
りも早くなるので、選択的なエッチングを行うことがで
きる。例えば、半導体層Ｍ１をＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０
＜ｘ≦１）とし、エッチング層ＥをＡｌｙＧａ １−ｙＮ
（０≦ｙ＜ｘ）とすることができる。
【００３５】また、本発明者の実験によれば、Ｉｎを含
有する量が多い窒化物半導体はエッチング速度が早くな
ることも判明している。従って、例えば、半導体層Ｍ１
をＧａＮやＡｌＧａＮとし、エッチング層ＥをＩｎＧａ
Ｎとしても、選択的なエッチングを行うことができる。
【００３６】また、本発明者の検討の結果、気相エッチ
ングの雰囲気として、窒素、アンモニア、ヘリウム、ア
ルゴン、キセノン及びネオンのうちのいずれかと水素と
の混合雰囲気、またはこれらのうちの２以上と水素との
混合雰囲気、または水素雰囲気、を用いた場合に、良好
なエッチングを行うことができた。
【００３７】以上説明した気相エッチング法では、高い
エッチング速度が得られる。例えば、本発明者の実験に
よれば、半導体層Ｍ１として厚さ４０ｎｍのＡｌＧａＮ
層を用い、エッチング層Ｅとして厚さ１００ｎｍのＧａ
Ｎを用いた場合に、水素と窒素を体積比で１：３の割合
で混合した１気圧の雰囲気中で約１１００℃に２分間保
持したところ、エッチング層Ｅを、側面ＳＦから約５μ
ｍの距離までサイドエッチングすることができた。この
ように高いエッチング速度が得られるので、図２のよう
なＤＢＲを容易に形成することができる。
【００３８】これに対して、従来のウェット・エッチン
グを用いた場合には、エッチング液が厚さ１００ｎｍの
間隙を浸入することが困難であるために、側面ＳＦから
サイドエッチングすることは極めて困難であった。ま
た、ＡｌＧａＮに対してＧａＮを優先的にエッチングす
るエッチング液もなかった。
【００３９】また、気相エッチングは、上述のように、
水素を含有する雰囲気で行うことができる。この雰囲気
は、従来のＣＤＥやＲＩＥなどのドライエッチングにお
いて用いられてきたいわゆるエッチングガスとは異な
り、窒化物半導体に対して化学的な反応を顕著には生じ
ない。また、気相エッチング法においては、従来用いら
れてきた腐食性の反応性ガスは用いない。このため、気
相エッチングでは、腐食性のエッチング・ガスやプラズ
マなどによる結晶の損傷を生ずることなく、ＤＢＲを形
成することができる。
【００４０】次に、気相エッチング法を用いた、他のＤ
ＢＲの製造方法を説明する。図９は、図４または図５に
示した反射鏡の製造方法を示す概念断面図である。図９
については、図８に関して前述したものと同様の要素に
は同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００４１】図９に例示した製造方法においては、同図
（ｂ）の工程において、積層体の一部を選択的に除去
し、この除去部分にＡｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎを形成
することにより、支持部Ｓを形成する。このように支持
部Ｓを埋め込み形成した後は、図８に関して前述したも
のと同様の工程により、エッチング層Ｅを気相エッチン
グする。但し、図９の反射鏡Ｍの場合には、支持部Ｓが
Ａｌ０．０５Ｇａ０．９ ５Ｎなので、この支持部Ｓはエ
ッチングされない。従って、この支持部Ｓによって気相
エッチングを容易且つ確実に停止させることができる。
その結果として、半導体層Ｍ１とギャップ層Ｍ２とによ
り形成される反射領域の寸法を厳密に制御することがで
きる。
【００４２】（第２の実施の形態）第２の実施の形態の
光素子の特徴の１つは、ＡｌＧａＮと、有機材料と、を
交互に積層した分布ブラック反射鏡Ｍを備えている点で
ある。光素子の全体の構成は第１の実施の形態（図１）
と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００４３】図１０は、第２の実施の形態の光素子の分
布ブラック反射鏡Ｍの構造を示す概念断面図である。反
射鏡Ｍは、ＡｌＧａＮからなる半導体層Ｍ３と、透明な
有機系高分子材料であるポリメタクリル酸メチル（ＰＭ
ＭＡ）からなる有機膜Ｍ４と、が交互に７ペア積層され
た構造である。ここで、透明な有機系高分子材料として
は、他に、ポリカーネート（ＰＣ）、ポリジエチレング
リコールビスアリルカーボネート、ポリスチレン（Ｐ
Ｓ）、硬質ポリ塩化ビニル（硬質ＰＶＣ）、スチレン−
メタクリル酸メチル共重合体（ＭＳ樹脂）、アクリロニ
トリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ポリメタクリ
ル酸シクロヘキシル（ＰＣＨＭＡ）、ポリ（４−メチル
ペンテン−１）（ＴＰＸ）等を用いることもできる。ま
た、後述の実施例で説明するように、有機膜Ｍ４に導電
性を有する有機材料や、フォトクロミズムを示す有機材
料を用いることもできる。図１０の反射鏡Ｍにおいて、
有機膜Ｍ４を構成する有機材料の屈折率は約１．３〜
１．７であり、半導体層Ｍ３を構成するＡｌＧａＮの屈
折率は約２．５７である。図１０の反射鏡Ｍでは、この
有機材料と、ＡｌＧａＮと、の大きな屈折率の差を利用
して、入射光Ｌを高い効率で反射する。
【００４４】図１１は、図１０に示した反射鏡Ｍの反射
率特性を、従来の反射鏡と比較しながら示した図であ
る。この図１１は、反射鏡Ｍの各層の膜厚を波長４００
ｎｍ前後の入射光Ｌに対して高い反射率が得られるよう
に設計した場合のデータである。また、従来例は、Ｇａ
ＮとＡｌＮとを２０ペア組み合わせ、各層の膜厚を波長
４００ｎｍ前後の入射光Ｌに対して高い反射率が得られ
るように設計した場合のデータである。図１１の横軸は
入射光Ｌの波長Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈを、縦軸はこの入
射光Ｌに対する反射率Ｒを示している。
【００４５】図１１から分かるように、図１０に示した
ＡｌＧａＮ／ＰＭＭＡの組み合わせによるＤＢＲでは、
７ペアで９９．５％以上の高反射率を得ることができ
る。しかもその高反射帯域は約６０ｎｍと広く、さらに
反射率９９％以上の高反射帯域は約１００ｎｍにも及
ぶ。これに対し、従来のＡｌＮ／ＧａＮ多層膜ＤＢＲで
は、２０ペア以上の多層膜を形成したＤＢＲでも、反射
率９９．５％以上になる高反射帯域は約１０ｎｍ程度と
狭い。
【００４６】図１０に示したような有機膜Ｍ４を用いた
反射鏡Ｍを形成することも、第１の実施の形態と同様
に、従来は、極めて困難であると考えられていた。しか
しながら、本発明者は、前述の気相エッチング法を用い
て、このような反射鏡Ｍを形成できることを独自に知得
した。この具体的な方法については、後述の実施例２で
説明する。
【００４７】（実施例）次に、上述した本発明の実施の
形態の光素子について、実施例を参照しつつ、さらに詳
細に説明する。以下、第１の実施例では第１の実施の形
態の光素子のＤＢＲを用いた窒化物半導体面発光レーザ
について、第２の実施例では第２の実施の形態の光素子
のＤＢＲを用いた窒化物半導体面発光レーザについて、
第３および第４の実施の形態ではその他の光素子につい
て説明する。
【００４８】（第１の実施例）まず、本発明の第１の実
施例として、第１の実施の形態の光素子のＤＢＲを、窒
化物半導体面発光レーザに適用した具体例について説明
する。
【００４９】図１２は、第１の実施例の窒化物半導体面
発光レーザの概念断面図である。図１２は概念図であ
り、説明をしやすくするため、各層の倍率は変えて示し
ている。サファイア基板１２の上には、バッファ層１４
を介して、約１００ｎｍのＧａＮ層１８と、約４０ｎｍ
のＡｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層１６と、を交互に４ペ
ア積層した下側積層体ＭＬが形成されている。この下側
積層体ＭＬの一部においてＧａＮ層１８が除去されてギ
ャップ層２０が形成され、ＡｌＧａＮ層（半導体層）１
６とギャップ層２０との４ペアの積層による下側ＤＢＲ
が形成されている。この下側ＤＢＲの上には、Ｓｉドー
プのＧａＮからなりるｎ型コンタクト層２４、Ｍｇドー
プのＡｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなる膜厚０．１μ
ｍのｐ型電流ブロック層２６、が順次積層されている。
このｎ型コンタクト層２４、ｐ型電流ブロック層２６に
は開口が形成されている。そして、この開口はＳｉドー
プのＡｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなる第１のｎ型ク
ラッド層２８Ａで埋め込まれている。この第１のｎ型ク
ラッド層２８Ａと、ｐ型電流ブロック層２６と、の上に
は、ＳｉドープのＡｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなる
第２のｎ型クラッド層２８Ｂ、ＩｎＧａＮを含むＭＱＷ
構造の活性層３０、ＭｇドープのＡｌ０．０５Ｇａ
０．９５Ｎからなるｐ型クラッド層３２が順次形成され
ている。このｐ型クラッド層３２の上には、約１００ｎ
ｍのＧａＮ層４０と、約４０ｎｍのＡｌ０． ０５Ｇａ
０．９５Ｎ層４２と、を交互に４ペア積層した上側積層
体ＭＬが形成されている。この上側積層体ＭＬにおいて
も、ＧａＮ層４０の一部が除去されてギャップ層４４が
形成され、Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層４２とギャッ
プ層４４との４ペアの積層による上側ＤＢＲが形成され
ている。
【００５０】図１２の面発光レーザでは、ｎ型コンタク
ト層２４の露出部に設けられたｎ側電極５０と、ｐ型ク
ラッド層３２の露出部に設けられたｐ側電極６０と、か
ら活性層３０に電流が注入される。ここで、ｐ型電流ブ
ロック層２６は、活性層３０に注入される電流を絞り込
む働きをする。即ち、ｎ側電極５０からの電流は、ｐ型
電流ブロック層２６を通らず、第１のｎ型クラッド層２
８Ａを通り、この第１のｎ型クラッド層２８Ａの上方の
活性層３０に絞り込んで注入される。その結果、第１の
クラッド層２８Ａの上方部分の活性層３０から光が放射
される。この光の波長は、活性層３０の組成により調整
することができ、図１２のレーザでは約４００ｎｍにな
るようにした。放射された光は、活性層３０の上下のＤ
ＢＲで増幅され、レーザ光となり、図中上下方向に放射
される。ここで、前述のように、レーザ光を得るために
はＤＢＲの反射率を９９％以上にする必要がある。
【００５１】以上説明した、図１２の窒化物半導体面発
光レーザでは、Ａｌ０．０５Ｇａ０ ．９５Ｎ（ｎ＝２．
５７）層１６、４２と、空気（ｎ＝１）層２０、４４
と、を用いることにより、屈折率の差が大きい材料を組
み合わせたＤＢＲを得ることができる。このため、図６
に関して前述したように、わずか３ペア積層しただけで
も、面発光レーザに必要な９９％以上の反射率のＤＢＲ
が得られる。そして、図１０のように４ペア積層すれば
９９．９％の反射率が得られる。また、この図１０のレ
ーザでは、ＤＢＲを、低Ａｌ組成のＡｌＧａＮを用いて
作ることができる。このように図１０の窒化物半導体面
発光レーザでは、少ない積層数で、かつ低Ａｌ組成の層
により、高反射率のＤＢＲを得ることができるので、製
造が容易で、クラックが発生しにくく、歩留まりを高く
することができるる。
【００５２】また、図１２の窒化物半導体面発光レーザ
では、図６に関して前述したように、９９．９％以上の
高反射帯域（ストップバンドの波長幅）が約６０ｎｍと
非常に広く、また９９．５％の高反射帯域が約１４０ｎ
ｍと非常に広いＤＢＲを得ることができる。このため、
ＤＢＲの各層の厚さ、共振器の厚さ、活性層の組成、等
が設計値からある程度ずれてもレーザ光に大きな影響を
与えず、安定したレーザ光を得ることができる。例え
ば、ＤＢＲの半導体層１６、４２の厚さが設計値から５
ｎｍ程度ずれても、レーザー光に大きな影響を与えな
い。また、ＤＢＲのギャップ層２０、４４の厚さが設計
値から１５ｎｍ程度ずれても、レーザ光に大きな影響を
与えない。
【００５３】また、図１２の窒化物半導体面発光レーザ
では、９９．９％以上の高い反射率のＤＢＲが得られる
ので、発振閾電流密度を極めて小さくすることができ
る。
【００５４】また、図１２の窒化物半導体面発光レーザ
では、ＤＢＲの積層数が少ないので、生産性も低くなら
ない。
【００５５】これに対し、従来、このような窒化物半導
体面発光レーザのＤＢＲとして、ＧａＮ層と、ＡｌＧａ
Ｎ層またはＡｌＮ層と、の組み合わせを用いることが考
えられていた。このような従来のＤＢＲを用いた場合に
は、図７に関して前述したように、９９％以上の高反射
率を得るために２０ペア以上の多層膜を成長する必要が
ある。従って、図１２の面発光レーザでは、活性層３０
の下側と上側のＤＢＲで合わせて４０ペア以上の多層膜
を成長する必要がある。しかしながら、前述のように、
このような４０ペア以上の多層膜を成長させるとクラッ
クが発生するのが避けられず、歩留まりが著しく低下し
てしまった。また、このＤＢＲは、反射率９９．５％以
上の高反射帯域（ストップバンドの波長幅）が、約１５
ｎｍ程度と非常に狭く、ＤＢＲの各層の厚さ、共振器の
厚さ、活性層の組成、等が設計値よりわずかにずれただ
けでも発振条件を満足できなくなるので、安定したレー
ザ光が得られなかった。
【００５６】次に、図１３〜図１７を参照にして、本実
施例の面発光レーザの製造方法について説明する。図１
３〜図１７は、本実施例の面発光レーザの製造方法を概
念的に示す斜視図である。図１３〜図１７では、サファ
イア基板１２は実際は直径約５×１０４μｍの円形であ
るが、この一部を切り取った状態を概念的に示してい
る。また、図１３〜図１７では、説明をしやすくするた
め、各層の倍率を変えて示している。なお、図１２の基
板１２は、図１３の基板１２を細かく切断したものであ
り、その一辺の長さは約５×１０２μｍである。
【００５７】まず、図１３に表したように、サファイア
基板１２の上にＭＯＣＶＤ法により、バッファ層１４を
１０〜２００ｎｍ程度の膜厚で成長する。そして、バッ
ファ層１４上に、膜厚約４０ｎｍのＡｌ０．０５Ｇａ
０．９５Ｎ層１６と、膜厚約１００ｎｍのＧａＮ層１８
と、を交互に４ペア積層する。その後、ＳｉドープのＧ
ａＮからなるｎ型コンタクト層２４を積層し、Ｍｇドー
プＡｌ０．０５Ｇａ０． ９５Ｎからなるｐ型電流ブロッ
ク層２６を０．１μｍの厚みに積層する。
【００５８】次に、ウェーハをＭＯＣＶＤ装置より取り
出し、図１４から分かるように、光露光プロセスにより
レジストあるいはＳｉＯ２などからなるマスク３００を
形成する。そして、図１４に示すように、反応性イオン
エッチング（ＲＩＥ）や反応性イオンビームエッチング
（ＲＩＢＥ）等のドライエッチング法により、最下層の
Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層１６に達する矩形状の開
口Ｈを形成する。その後、必要に応じてマスク３００を
除去した後、雰囲気の調整が可能な加熱炉へウェーハを
セットする。そして、窒素ガスを４ＳＬＭ流し、ウェー
ハ温度を１０００℃まで約４分で昇温する。この過程に
おいては、窒素雰囲気で加熱昇温することにより、ウェ
ーハに付着していた水分や不純物ガスが除去される。な
お、この昇温過程でのＧａＮ層１８の分解蒸発によるエ
ッチングはほとんど無視できる。
【００５９】次に、図１５から分かるように、ウェーハ
温度が１０００℃に達したところで、４ＳＬＭの窒素ガ
スに加えて、１ＳＬＭの水素ガスを導入し、Ｓｉドープ
ＧａＮ層１８の気相エッチングを開始する。そして、こ
の雰囲気において、１０００℃で２分間保持した。この
工程において、ＧａＮ層１８は水素との反応により分解
蒸発が促進され、気相エッチングが進行する。一方、Ａ
ｌ０．０５Ｇａ０．９ ５Ｎ層１６のエッチングはほとん
ど進行せず、選択エッチングが行われる。すなわち、Ｇ
ａＮ層１８およびＧａＮからなるｎ型コンタクト層２４
は、矩形状の穴Ｈの側面よりサイドエッチングされる
が、Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層１６のサイドエッチ
ングは生じない。この選択エッチングにより、図１５に
示すように、矩形状の開口Ｈの側面より約２０μｍの範
囲内のＧａＮ層１８は完全にエッチング除去され、その
結果として、Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層１６とギャ
ップ層２０とのＤＢＲ構造が形成された。その後、水素
ガスの供給を停止して再び窒素雰囲気に戻し、室温まで
降温した。なお、図１５においては、ＧａＮ層１８と共
にＧａＮコンタクト層２４も気相エッチングされる場合
を例示した。これに対して、図１２に例示したように、
コンタクト層２４の開口のサイズをＤＢＲのギャップ層
２０のサイズよりも小さく形成したい場合には、ＧａＮ
コンタクト層２４にＡｌＧａＮ層１６よりも少量のＡｌ
を含有させれば良く、微量のＡｌを含有させれば足り
る。このようにすれば、コンタクト層２４の抵抗は上昇
させることなく、気相エッチングの速度を大幅に低下さ
せることが可能となる。その結果として、図１０に表し
たように、コンタクト層２４の開口のサイズをＤＢＲの
ギャップ層２０よりも小さく形成することも可能とな
る。
【００６０】次に、図１６に示すように、電流狭窄用の
窓Ｗを形成する。具体的には、ウェーハを加熱炉より取
り出し、再び光露光プロセスによりｐ型電流ブロック層
２６上に図示しないマスクを形成し、ドライエッチング
法あるいはＫＯＨによるウエットエッチング法などによ
り幅約１０μｍの矩形状の窓Ｗを形成した。
【００６１】次に、図１７に示すように、レーザ構造を
積層形成する。具体的には、まず、窓Ｗを形成するため
に用いたレジストあるいはＳｉＯ２などのマスク（図示
せず）を除去し、ウェーハを再びＭＯＣＶＤ装置へセッ
トする。次に、アンモニアガスを供給し、窒素ガス２０
ＳＬＭ、アンモニアガス１０ＳＬＭの混合ガスを流し、
基板温度を１０８０℃まで昇温する。次に、基板温度が
１０８０℃に達すると同時に、トリメチルガリウム（Ｔ
ＭＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）およびシラ
ンガスおよび水素ガスの供給を開始し、ＳｉドープのＡ
ｌ０．０５Ｇａ ０．９５Ｎからなるｎ型クラッド層の２
８Ｂを成長する。この層の成長中に、ｐ型電流ブロック
層２６に形成したストライプ状の窓Ｗは、埋め込まれて
埋め込み部２８Ａが形成される。次に、ＩｎＧａＮを含
むＭＱＷ構造の活性層３０、ＭｇドープのＡｌ０．０５
Ｇａ０．９５Ｎからなるｐ型クラッド層３２を積層す
る。その後、ＧａＮ層４０と、Ａｌ０．０５Ｇａ
０．９５Ｎ層４２と、を交互に４ペア積層する。この
時、ＧａＮ層４０とＡｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層４２
の膜厚は、下側ＤＢＲと同様にする。次に、ＭＯＣＶＤ
装置よりウェーハを取り出し、光露光プロセスによりマ
スクを形成し、ドライエッチング法により、ｐ型クラッ
ド層３２に達する矩形上の穴Ｈを開口する。その後、上
述した下側ＤＢＲの形成と同様の気相エッチング法によ
り、Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層４２とギャップ層４
４とのＤＢＲ構造を形成する。
【００６２】次に、光露光プロセスでマスクを形成し、
ドライエッチング法によりｐ型クラッド層３２およびｎ
型コンタクト層２６の一部をそれぞれを露出させ、素子
分離を行う。そして、リフトオフ法により、ｎ側電極５
０、ｐ側電極６０を形成して、図１２に表した面発光レ
ーザが完成する。
【００６３】以上説明した製造方法では、本発明者が独
自に発明した気相エッチング法を用いることにより反射
率が高いＤＢＲを形成して、面発光の窒化物半導体レー
ザを得ることができる。これに対し、従来は、窒化物半
導体をエッチングする有効な方法が存在せず、反射率の
高いＤＢＲを形成することが困難で、面発光の窒化物半
導体レーザを得ることは困難であった。
【００６４】（第２の実施例）次に、第２の実施例とし
て、第２の実施の形態のＤＢＲを、窒化物半導体面発光
レーザに適用した具体例について説明する。
【００６５】図１８は、第２の実施例の窒化物半導体面
発光レーザの概念断面図である。サファイア基板１１２
の上には、バッファ層１１４を介して、ＧａＮバッファ
層１１５が形成されている。そしてＧａＮバッファ層１
１５の上には、ＡｌＮ層１１６とＧａＮ層１１８とを交
互に２０ペア積層した下側ＤＢＲ１１７が形成されてい
る。この下側ＤＢＲ１１７の上には、ｎ型コンタクト層
１２４、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１２８、ＩｎＧａＮ
を含むＭＱＷ構造の活性層１３０、ｐ型ＡｌＧａＮクラ
ッド層１３２、が順次形成されている。このｐ型ＡｌＧ
ａＮクラッド層１３２上には、ｎ型ＡｌＧａＮ電流狭窄
層１３４、第１のｐ型ＧａＮコンタクト層１３６Ａが形
成され、これらの上には第２のｐ型ＧａＮコンタクト層
１３６Ｂが形成されている。この第２のｐ型ＧａＮコン
タクト層１３６Ｂの上には、ＭｇドープのＡｌ０．０５
Ｇａ０．９５Ｎからなる半導体層１４２と、ポリメタク
リル酸メチル（ＰＭＭＡ）からなる有機膜層１４４と、
を交互に７ペア積層した上側ＤＢＲ１４１が形成されて
いる。半導体層１４２および有機膜層１４４の膜厚は、
それぞれ、λ／４ｎ３およびλ／４ｎ４である。ここ
で、ｎ３はＡｌ０．０ ５Ｇａ０．９５Ｎの屈折率、ｎ４
はＰＭＭＡの屈折率、λは面発光レーザの発振波長であ
る。
【００６６】図１８の面発光レーザでは、ｎ型コンタク
ト層１２４の露出部に設けられたｎ側電極１５０と、第
１のｐ型クラッド層１３６Ｂおよび上側ＤＢＲ１４１の
露出部に設けられたｐ側電極１６０と、から活性層１３
０に電流が注入される。ここで、ｎ型電流ブロック層１
３４は、活性層１３０に注入される電流を絞り込む働き
をする。即ち、電流は第１のｐ型クラッド層１３６Ａの
下方の活性層１３０に絞り込んで注入される。その結
果、第１のｐ型クラッド層１３６Ａの下方部分の活性層
１３０から光が放射される。放射された光は、活性層１
３０の上側ＤＢＲ１４１と下側ＤＢＲ１１７で増幅さ
れ、レーザ光となり、図中上下方向に放射される。
【００６７】以上説明した、図１８の窒化物半導体面発
光レーザでは、上側ＤＢＲ１４１に、Ａｌ０．０５Ｇａ
０．９５Ｎからなる半導体層１４２とＰＭＭＡからなる
有機膜層１４４とを用いることにより、屈折率の差が大
きい材料を組み合わせたＤＢＲを得ることができる。こ
のため、図１１に関して前述したように、７ペアの積層
で９９．５％以上の反射率のＤＢＲを得ることができ
る。また、図１４の窒化物半導体面発光レーザでは、後
述の製造方法からも分かるように、上側ＤＢＲを、低Ａ
ｌ組成のＡｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層（半導体層）１
４２を用いて作ることができる。このように図１８の窒
化物半導体面発光レーザでは、少ない積層数で、かつ低
Ａｌ組成の層により、高反射率のＤＢＲを得ることがで
きるので、クラックが発生しにくくなり、歩留まりを高
くすることができるる。
【００６８】ここで、図１８の窒化物半導体面発光レー
ザでは、下側ＤＢＲ１２１には、従来用いられていた、
ＧａＮ層１１８とＡｌＮ層１１６の組み合わせのＤＢＲ
を用いた。しかし上側ＤＢＲ１４１に、半導体層１４２
と有機膜層１４４の組み合わせのＤＢＲを用いたので、
クラックは発生しなかった。これに対し、上側ＤＢＲ１
４１にも従来のＤＢＲを用いた場合には、クラックが発
生し、歩留まりが著しく低下した。
【００６９】また、図１８の窒化物半導体面発光レーザ
では、図１１に関して前述したように、９９．９％以上
の高い反射率の上側ＤＢＲが得られるので、発振閾電流
密度を小さくすることができる。
【００７０】以上説明した図１８の窒化物半導体面発光
レーザでは、下側ＤＢＲにＧａＮ層１１８とＡｌＮ層１
１６の組み合わせのＤＢＲを用いた例を示したが、これ
を、上側ＤＢＲと同様に、半導体層と有機膜層の組み合
わせのＤＢＲにすることもできる。このようにすると、
安定したレーザ光を得ることができる。即ち、半導体層
と有機膜層の組み合わせのＤＢＲでは、図１１に関して
前述したように、９９．９％以上の高反射帯域（ストッ
プバンドの波長幅）が約６０ｎｍと非常に広く、また９
９．５％の高反射帯域が約１００ｎｍにも及ぶ。このた
め、ＤＢＲの各層の厚さ、共振器の厚さ、活性層の組
成、等が設計値からある程度ずれてもレーザ光の反射率
が大きく影響されず、安定したレーザ光を得ることがで
きる。例えば、ＤＢＲの半導体層の厚さが設計値から５
ｎｍ程度ずれても、レーザー光に大きな影響を与えな
い。また、ＤＢＲの有機膜層の厚さが設計値から１０ｎ
ｍ程度ずれても、レーザ光に大きな影響を与えない。
【００７１】また、図１８の窒化物半導体面発光レーザ
では、ＰＭＭＡからなる有機膜層１４４を用いたＤＢＲ
を示したが、有機膜層１４４に、第２の実施の形態で説
明した各種の透明な有機系高分子材料を用いることもで
きる。また、この有機膜層１４４に、導電性を有する有
機材料を用いることもできる。このような導電性を有す
る有機材料には、π電子共役系高分子、直鎖状全π共役
系高分子、非共役高分子がある。これらの有機材料は、
それ自身あるいはドーピングにより金属領域の高い導電
性を示す。さらに具体的には、π電子共役系高分子およ
び直鎖状全π共役系高分子として、脂肪族共役系：ポ
リアセチレン類、ポリジアセチレン類、芳香族共役
系：ポリ（ｐ−フェニレン）類、混合型共役系：ポリ
（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリ（フェニレンカルコ
ゲナイド）類、複素環式共役系：ポリピロール、ポリ
チオフェン、ポリフラン、ポリカルバゾール、ポリキノ
リン類、含ヘテロ原子共役系：ポリアニリン類、複
鎖型共役系（はしご型共役系）が挙げられる。また、非
共役系高分子として、側鎖にπ電子共役系基（カルバ
ゾール、フェロセン、ピレン、ペリレン、フタロシアニ
ン）を含む高分子、大環状金属錯体（フタロシアニン
など）を主鎖に含む高分子：ニッケルフタロシアニン、
高分子ポリカチオン−ＴＣＮＱラジカルアニオン塩、
等が挙げられる。これらの、導電性を示す有機膜を用い
ると、上側ＤＢＲ１４１を通して活性層１３０へ電流注
入を行うことができ、ｐ側電極１６０の形成を容易にす
ることができる。
【００７２】次に、図１９〜図２５の概念斜視図を参照
にして、図１８の面発光レーザの製造方法について説明
する。
【００７３】まず、図１９に示すように、サファイア基
板１１２の上に、ＭＯＣＶＤ法により、バッファ層１１
４を１０〜２００ｎｍ程度の膜厚で成長する。そして、
バッファ層１１４上に、ＧａＮバッファ層１１５を０．
３μｍの膜厚で成長する。続いて、ＡｌＮ層１１６と、
ＧａＮ層１１８と、を交互に２０ペア積層して、下側Ｄ
ＢＲ１１７を形成する。その後、ＳｉドープのＧａＮか
らなるｎ型コンタクト層１２４、ＳｉドープのＡｌ
０．９５Ｇａ０．０５Ｎからなるｎ型クラッド層１２
８、ＩｎＧａＮを含むＭＱＷ構造の活性層１３０、Ｍｇ
ドープのＡｌ０．９５Ｇａ０．０５Ｎからなるｐ型クラ
ッド層１３２、ＳｉドープのＧａＮからなる電流狭窄層
１３４、を順次積層する。
【００７４】次に、図２０に示すように、ウェーハをＭ
ＯＣＶＤ装置から取り出してエッチングマスクとなるＳ
ｉＯ２を堆積し、光露光プロセスにより電流狭窄層１３
４の一部を露出させて、ＳｉＯ２に開口パターンＨを形
成する。
【００７５】次に、図２１に示すように、電流狭窄層１
３４に窓部ＣＨを形成する。即ち、まず、図２０のウェ
ーハを加熱路にセットし、窒素ガスを４ＳＬＭ流して、
ウェーハを１０００℃まで４分間で昇温する。この昇温
過程では、ＧａＮからなる電流狭窄層１３４の分解蒸発
はほとんど無視できる。そして、ウェーハが１０００℃
に達したところで、水素ガスを導入し、窒素ガス４ＳＬ
Ｍと水素ガス１ＳＬＭの混合ガスを流した雰囲気におい
て２分間保持した。その後、水素ガスの供給を停止して
再び窒素雰囲気に戻し、室温まで降温した。この工程に
おいて、ＧａＮからなる電流狭窄層１３４の、開口パタ
ーンＨに露呈した部分は、水素との反応によって分解蒸
発し、エッチングされる。一方、ＡｌＧａＮからなるｐ
型クラッド層１３２は、この条件ではエッチングされな
いため、このｐ型クラッド層１３２でエッチングは止ま
る。この工程により、ＧａＮからなる電流狭窄層１３４
に、ｐ型クラッド層１３２に達する窓部ＣＨが形成され
る。その後ＳｉＯ２マスクを除去する。
【００７６】次に、図２２に示すように、レーザ構造を
積層形成する。即ち、図２１の積層体を再びＭＯＣＶＤ
装置にセットし、窒素ガス雰囲気で基板温度を１０８０
℃まで昇温する。そして、基板温度が１０８０℃に達す
ると同時にアンモニアガスおよび水素ガスの供給を開始
し、さらにＧａとＭｇの原料ガスの供給を開始する。こ
れにより、ＭｇドープのＧａＮからなる第１のｐ型クラ
ッド層１３６Ａ（図１８）、および第２のｐ型クラッド
層１３６Ｂを形成する。次に、ＭｇドープのＡｌ
０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層１４２と、ＭｇドープのＧａ
Ｎ層１４０と、を交互に７ペア積層し、Ａｌ０．０５Ｇ
ａ０．９５ＮとＧａＮの多層膜１３８を形成する。その
後、ＭＯＣＶＤ装置からウェーハを取り出す。
【００７７】次に、図２３から分かるように、光露光プ
ロセスによりマスクを形成し、ドライエッチングにより
多層膜１３８の一部をエッチングして、メサを形成す
る。この際、多層膜１３８の一番下側のＡｌ０．０５Ｇ
ａ０．９５Ｎ層１４２はエッチングしない。その後、マ
スクを除去する。
【００７８】次に、図２４に示すように、上側ＤＢＲ１
４１を形成する。即ち、まず、前述の気相エッチング法
を行うことにより、図２４に点線で示した部分の下側の
ＧａＮ層１４０を選択的にエッチングする。その後、溶
媒に溶かしたＰＭＭＡを図２３の積層体にスピンコート
するか、あるいはＰＭＭＡを溶かした溶媒中にこの積層
体をディップすることにより、上記の気相エッチングさ
れた部分にＰＭＭＡからなる有機膜層１４４を形成す
る。この工程によって、Ａｌ０．９５Ｇａ０．０ ５Ｎ層
（半導体層）１４２と、有機膜層１４４と、を交互に７
ペア積層したＤＢＲ１４１を形成する。
【００７９】次に、図２５から分かるように、光露光プ
ロセスでマスクを形成後、多層膜１３８の一番下側のＡ
ｌ０．９５Ｇａ０．０５Ｎ層１４２をエッチングして、
第２のｐ型コンタクト層１３６Ｂの一部を露出させる。
その後、光露光プロセスおよびドライエッチングにより
ｎ型コンタクト層１２４の一部を露出させ、リフトオフ
によりｐ側電極１６０およびｎ側電極１５０（図１８）
を形成して、図１８の面発光レーザが完成する。なお、
図１８は、図２５の積層体を切断線ＣＣに沿って切断し
た断面図である。ただし、図２５ではｎ側電極１５０付
近は示していない。
【００８０】以上説明した製造方法では、本発明者が独
自に発明した気相エッチング法を用いることにより反射
率が高いＤＢＲを形成して、面発光の窒化物半導体レー
ザを得ることができる。これに対し、従来は、窒化物半
導体をエッチングする有効な方法が存在せず、反射率の
高いＤＢＲを形成することが困難で、面発光の窒化物半
導体レーザを得ることは困難であった。
【００８１】（第３の実施例）次に、本発明の第３の実
施例として、第１の実施の形態のＤＢＲと、端面出射型
のＩｎＧａＡｓＰ系半導体レーザと、を組み合わせた光
素子について説明する。
【００８２】図２６は、第３の実施例の光素子の概念断
面図である。基板ＳＵの上には、発振波長１．５５μｍ
の端面出射型のＩｎＧａＡｓＰ系半導体レーザＬＤがマ
ウントされている。基板ＳＵの表面には、窒化物半導体
レーザＬＤの前面に斜面Ｐが形成され、この斜面Ｐの上
に反射鏡Ｍが設けられている。この反射鏡Ｍは、Ａｌ
０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなる半導体層Ｍ１と、空気
からなるギャップ層Ｍ２と、を交互に３ペア積層した構
造である。そして、レーザ素子ＬＢから放出されたレー
ザ光Ｌは、反射鏡Ｍにより反射されて基板ＳＵに対して
略垂直上方に出射される。基板ＳＵには、主面が（１０
０）面から所定の傾斜方位を有するシリコンウェーハを
用いた。そして、斜面Ｐは、このシリコンウェーハの
（１１１）面により形成した。
【００８３】図２６の反射鏡Ｍの基本構造は図２に関し
て前述したものと同様であるが、波長１．５５μｍの光
に対する反射率が高くなるように、半導体層Ｍ１の膜厚
を約１５０ｎｍ、ギャップ層Ｍ２の膜厚を約３９０ｎｍ
とした。この反射鏡Ｍの反射率特性を、図２７に示す。
図２７に示したように、この反射鏡Ｍは、波長１．５５
ｎｍを中心として非常に広い波長範囲において高い反射
率が得られる。
【００８４】以上説明した図２６の光素子では、Ａｌ
０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなる半導体層Ｍ１と、空気
からなるギャップ層Ｍ２と、からなる反射鏡Ｍを用いた
ので、発振波長１．５５μｍのレーザ光を極めて高い反
射率で反射することができる。このため、基板ＳＵに対
して垂直方向に波長１．５５μｍのレーザ光を出射する
光素子において、発光効率を極めて高くすることができ
る。
【００８５】また、図２６の光素子の反射鏡Ｍは、図２
７に示したように、反射する光の波長範囲が非常に広
い。従って、レーザＬＤのマウント位置、反射鏡Ｍの各
層の膜厚、レーザ光Ｌの波長、等が多少ずれても反射率
がほとんど変化しない。このため、図２６の光素子で
は、安定した動作が得られる。
【００８６】また、図２６の光素子の反射鏡Ｍは、図２
に関して前述したように、少ない積層数で高い反射率が
得られる。このため、図２６の光素子を用いることで、
製造を容易にし、歩留まりを高くすることがきる。
【００８７】以上説明した、図２６の光素子の反射鏡Ｍ
は、半導体層Ｍ１、ギャプ層Ｍ２の膜厚を必要に応じて
調整することで、反射するレーザー光Ｌの波長を変える
ことができる。これにより、図２６のＩｎＧａＡｓＰ系
半導体レーザＬＤの替わりに、ＩｎＧａＡｓ系レーザ、
ＩｎＧａＡｌＰ系レーザ、ＧａＩｎＮＡｓ系レーザを用
いることもできる。
【００８８】また、図２６光素子の反射鏡Ｍは、半導体
層Ｍ１、ギャプ層Ｍ２の膜厚を必要に応じて調整するこ
とで、異なる波長のレーザ光Ｌに対する共通の反射鏡と
して用いることが可能である。即ち、この反射鏡は図２
７及び図１１から分かるように、高反射率で、かつ、光
反射率領域が広いので、波長の異なる数種類のレーザ光
Ｌに対する共通の反射鏡として用いることができる。例
えば、この反射鏡を、光ディスクの信号読み取り・書き
込み用の光ピックアップの一部に用いることができる。
この光ピックアップでは、ＤＶＤ用のレーザと、ＣＤ用
のレーザと、を併用する場合が多いが、この反射鏡を用
いることで、両方のレーザ光に対して高い反射率を得る
ことが出来る。
【００８９】（第４の実施例）次に、本発明の第４の実
施例として、第２の実施の形態のＤＢＲと、端面出射型
の窒化物系半導体レーザと、を組み合わせた光素子につ
いて説明する。
【００９０】図２８は、第４の実施例の光素子の概念斜
視図である。サファイア基板ＳＵの上には、端面放出型
の窒化物半導体レーザＬＤがマウントされている。サフ
ァイア基板ＳＵの表面には、レーザ固定層２３０を介し
て窒化物半導体レーザＬＤがマウントされている。そし
て、この窒化物半導体レーザＬＤの前面に斜面Ｐが形成
され、この斜面Ｐの上に反射鏡Ｍが設けられている。こ
の反射鏡Ｍの構造は、図６に関して前述したものと同様
である。そして、窒化物半導体レーザＬＤから放出され
たレーザ光Ｌは、反射鏡Ｍにより反射されて基板ＳＵに
対して略垂直上方に出射される。
【００９１】図２８の光素子では、半導体層Ｍ３と有機
膜層Ｍ４とからなる反射鏡Ｍを用いたので、端面出射型
の窒化物半導体レーザＬＤからのレーザ光を極めて高い
反射率で反射することができる。このため、基板ＳＵに
対して垂直方向にレーザ光を出射する光素子において、
発光効率を高くすることができる。
【００９２】また、図２８の光素子の反射鏡Ｍは、図１
１に示したように、反射する光の波長範囲が非常に広
い。従って、レーザＬＤのマウント位置、反射鏡Ｍの各
層の膜厚、レーザ光Ｌの波長、等が多少ずれても反射率
がほとんど変化しない。このため、図２８の光素子で
は、安定した動作が得られる。
【００９３】また、図２８の光素子の反射鏡Ｍは、図１
１に関して前述したように、少ない積層数で高い反射率
が得られる。このため、図２８の光素子を用いること
で、製造を容易にし、歩留まりを高くすることがきる。
【００９４】次に、この製造方法について、図２９
（ａ）〜（ｂ）を参照にして説明する。
【００９５】まず、図２９（ａ）から分かるように、サ
ファイア（０００１）基板ＳＵ上に、低温バッファ層を
介して、約２μｍの厚さの第１のＧａＮ層２００を形成
し、その上にＳｉＯ２パターン２１０を形成する。その
後、図１９Ａに示すように、ＳｉＯ２パターン２１０の
<１１−２０>方向に、ストライプ状の窓を持つパターン
Ｔを形成する。なお、ここで、（０００１）面を主面と
するＧａＮ基板を用いることもできる。
【００９６】次に、図２９（ｂ）に示すように、上記の
ＳｉＯ２パターン２１０の窓Ｔを利用して、ＭＯＣＶＤ
法によりＧａＮを選択成長させることにより、｛１−１
０１｝ファセット面Ｐを有する第２のＧａＮ層２２０を
形成する。
【００９７】次に、露呈されたＳｉＯ２パターン２２０
を除去した後、ファセット面Ｐ上に、ＡｌＧａＮ層Ｍ３
と、ＧａＮ層（図示しない）と、の多層膜を形成する。
そして、第２の実施例で説明した方法によりＧａＮ層を
選択的にエッチングして、有機膜層Ｍ４を形成する。そ
の後、レーザ固定層２３０を介してレーザＬＤをマウン
トし、図２８の光素子が得られる。
【００９８】以上説明した図２８の光素子では、ＤＢＲ
の有機膜Ｍ４の材料としてフォトクロミズムを示す材料
を使っても良い。その材料としては、スペロベンゾピ
ラン系高分子、フルギト系分子、ジアリールエテン
系分子、シクロファン系分子、等を用いることができ
る。一般に、フォトクロミズムを示す材料は、光励起状
態において化学結合を組み替える性質を持つため、光を
受けると、電子状態の異なる別の異性体へ変換する。こ
のため、吸収スペクトルの異なる二つの異性体を可逆的
に生成することができる。これにより、光スイッチ機能
を持つ高反射率のＤＢＲを形成することができる。
【００９９】以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施
の形態について説明した。しかし本発明は、これらの具
体例に限定されるものではない。
【０１００】例えば、本実施形態の反射鏡を、ＬＥＤ
（light emitting diode：発光ダイオード）の裏面側に
おける反射ミラーとして使用できる。
【０１０１】また、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦Ｘ≦１）
層とギャップ層との多層構造、またはＡｌｘＧａ１−ｘ
Ｎ（０≦Ｘ≦１）層と有機膜層との多層構造、により形
成された反射鏡を、異種材料同士の接着技術により、Ｉ
ｎＧａＡｓ系レーザ、ＩｎＧａＡｓＰ系レーザ、ＩｎＧ
ａＡｌＰ系レーザ、ＧａＡｌＮＡｓ系レーザなどの上下
に接着することもできる。これにより、例えば従来良好
なＤＢＲ材料のなかったＩｎＧａＡｓＰ系などにおいて
も面発光レーザが実現可能である。
【０１０２】
【発明の効果】本発明によれば、III−Ｖ族化合物半導
体からなる半導体層と空気等からなるギャップ層とを交
互に積層した分布ブラック反射鏡（ＤＢＲ）を用いたの
で、効率が高く、動作が安定しており、歩留まりが高い
光素子を提供することができる。また、本発明によれ
ば、III−Ｖ族化合物半導体からなる半導体層と、有機
膜からなる有機膜層と、を交互に積層した分布ブラック
反射鏡（ＤＢＲ）を用いたので、効率が高く、動作が安
定しており、歩留まりが高い光素子を提供することがで
き、さらに、ＤＢＲに導電性機能や光スイッチとしての
機能を持たせることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の光素子を示す概念
図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の光素子の反射鏡Ｍ
の概念斜視図。
【図３】本発明の第１の実施の形態の光素子の反射鏡Ｍ
の他の具体例の概念斜視図。
【図４】本発明の第１の実施の形態の光素子の反射鏡Ｍ
の他の具体例の概念斜視図。
【図５】本発明の第１の実施の形態の光素子の反射鏡Ｍ
の他の具体例の概念斜視図。
【図６】本発明の第１の実施の形態の光素子の反射鏡Ｍ
の反射率特性を示す図。
【図７】従来の反射鏡の反射率特性を示す図。
【図８】図２のの反射鏡Ｍの製造方法を示す概略工程断
面図。
【図９】図４または図５の反射鏡Ｍの製造方法を示す概
略工程断面図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態の光素子の反射鏡
Ｍの概念斜視図。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の反射鏡Ｍの反射
率特性、および従来の反射鏡の反射率特性、を示す図。
【図１２】本発明の第１の実施例の窒化物半導体面発光
レーザの概念斜視図。
【図１３】本発明の第１の実施例の窒化物半導体面発光
型レーザの製造方法を示す概念斜視図。
【図１４】本発明の第１の実施例の窒化物半導体面発光
型レーザの製造方法を示す概念斜視図で、図１３に続く
図。
【図１５】本発明の第１の実施例の窒化物半導体面発光
型レーザの製造方法を示す概念斜視図で、図１４に続く
図。
【図１６】本発明の第１の実施例の窒化物半導体面発光
型レーザの製造方法を示す概念斜視図で、図１５に続く
図。
【図１７】本発明の第１の実施例の窒化物半導体面発光
型レーザの製造方法を示す概念斜視図で、図１６に続く
図。
【図１８】本発明の第２の実施例の窒化物半導体面発光
レーザの概念断面図。
【図１９】本発明の第２の実施例の窒化物半導体面発光
型レーザの製造方法を示す概念斜視図。
【図２０】本発明の第２の実施例の窒化物半導体面発光
型レーザの製造方法を示す概念斜視図で、図１９に続く
図。
【図２１】本発明の第２の実施例の窒化物半導体面発光
型レーザの製造方法を示す概念斜視図で、図２０に続く
図。
【図２２】本発明の第２の実施例の窒化物半導体面発光
型レーザの製造方法を示す概念斜視図で、図２１に続く
図。
【図２３】本発明の第２の実施例の窒化物半導体面発光
型レーザの製造方法を示す概念斜視図で、図２２に続く
図。
【図２４】本発明の第２の実施例の窒化物半導体面発光
型レーザの製造方法を示す概念斜視図で、図２３に続く
図。
【図２５】本発明の第２の実施例の窒化物半導体面発光
型レーザの製造方法を示す概念斜視図で、図２４に続く
図。
【図２６】本発明の第３の実施例の光素子の概念断面
図。
【図２７】本発明の第３の実施例の光素子の反射鏡Ｍの
反射率特性を示す図。
【図２８】本発明の第４の実施例の光素子の概念斜視
図。
【図２９】本発明の第４の実施例の光素子の製造方法を
示す概念斜視図。
【符号の説明】
ＯＤ 光素子 Ｍ 分布ブラック反射鏡 Ｍ１ 半導体層 Ｍ２ ギャップ層 Ｓ 支持部 Ｅ エッチング層 Ｍ３ 半導体層 Ｍ４ 有機膜層 ＭＬ 反射鏡 １６ Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなる半導体層 ２０ 空気からなるギャップ層 ３０ 活性層 ４２ Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなる半導体層 ４４ 空気からなるギャップ層 １１７ 下側ＤＢＲ １３０ 活性層 １４１ 上側ＤＢＲ １４２ Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなる半導体層 １４４ ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）からなる
有機膜層
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｓ 5/22 Ｈ０１Ｓ 5/22 5/343 ６１０ 5/343 ６１０ Ｆターム(参考） 2H048 DA01 DA04 DA12 DA22 FA04 FA05 FA07 FA09 FA13 FA15 FA22 FA24 GA04 GA05 GA09 GA11 GA23 GA34 GA61 5F073 AA04 AA07 AA13 AA65 AA74 AB17 BA06 CA07 DA05 DA06 DA25 DA26 EA28

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光を反射する反射鏡を備えた光素子であっ
    て、 前記反射鏡は、アルミニウムを含有する第１の窒化物半
    導体からなるほぼ同一の膜厚の複数の半導体層が互いに
    ほぼ等間隔に離間して積層された積層体を有することを
    特徴とする光素子。
  2. 【請求項２】前記反射鏡が波長λの光を反射する反射鏡
    であり、前記半導体層の屈折率がｎ １で膜厚がλ／４ｎ
    １であることを特徴とする請求項１記載の光素子。
  3. 【請求項３】隣接する前記半導体層との間に介在して設
    けられ、前記半導体層のそれぞれを支持してなる前記支
    持部をさらに有し、前記支持部は前記第１の窒化物半導
    体よりもアルミニウムの含有割合が小さい第２の窒化物
    半導体を含むことを特徴とする請求項１または請求項２
    記載の光素子。
  4. 【請求項４】前記第１の窒化物半導体がＡｌｘＧａ
    １−ｘＮ（０≦ｘ≦１）であり、前記第２の窒化物半導
    体がＡｌｙＧａ１−ｙＮ（０≦ｙ＜ｘ）またはＩｎｚＧ
    ａ１−ｚＮ（０≦ｚ≦１）であることを特徴とする請求
    項３記載の光素子。
  5. 【請求項５】前記反射鏡は、前記積層方向に一体的に延
    在する支持部をさらに有し、前記複数の半導体層のそれ
    ぞれは、その端部が前記支持部に連結されて支持されて
    なり、前記支持部は、前記第１の窒化物半導体とアルミ
    ニウムの含有割合が同等かこれよりもアルミニウムの含
    有割合が高い第３の窒化物半導体を含むことを特徴とす
    る、請求項１または請求項２記載の光素子。
  6. 【請求項６】前記光素子が面発光型素子であり、前記反
    射鏡を活性層からの光を反射するように配置したことを
    特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の
    光素子。
  7. 【請求項７】前記光素子が面発光素子であり、活性層か
    らの光を反射する第１の反射鏡と、前記活性層からの光
    を反射する第２の反射鏡と、が前記活性層を挟み込んで
    配置され、前記第１の反射鏡と前記第２の反射鏡との少
    なくとも一方が前記反射鏡であることを特徴とする、請
    求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光素子。
  8. 【請求項８】前記活性層が窒化物半導体からなることを
    特徴とする請求項６または請求項７記載の光素子。
  9. 【請求項９】光を反射する反射鏡を備えた光素子であっ
    て、 前記反射鏡は、アルミニウムを含有する窒化物半導体か
    らなるほぼ同一の膜厚の複数の半導体層と、有機膜から
    なるほぼ同一の膜厚の複数の有機膜層と、が交互に積層
    された積層体であることを特徴とする光素子。
  10. 【請求項１０】前記反射鏡が波長λの光を反射する反射
    鏡であり、前記半導体層の屈折率がｎ ３で膜厚がλ／４
    ｎ３であり、前記有機膜層の屈折率がｎ４で膜厚がλ／
    ４ｎ４であることを特徴とする請求項９記載の光素子。
  11. 【請求項１１】前記有機膜が、透明な有機系高分子材料
    を含み、前記透明な高分子材料が、ポリメタクリル酸メ
    チル、ポリカーネート、ポリジエチレングリコールビス
    アリルカーボネート、ポリスチレン、硬質ポリ塩化ビニ
    ル、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、アクリロ
    ニトリル−スチレン共重合体、ポリメタクリル酸シクロ
    ヘキシル、ポリ（４−メチルペンテン−１）、のいずれ
    かであることを特徴とする請求項９または請求項１０記
    載の光素子。
  12. 【請求項１２】前記有機膜が、導電性を有する有機材料
    を含み、前記導電性を有する有機材料が、π電子共役系
    高分子、直鎖状全π共役系高分子、非共役系高分子、の
    いずれかであることを特徴とする請求項９または請求項
    １０記載の光素子。
  13. 【請求項１３】前記有機膜が、フォトクロミズムを示す
    有機材料を含み、前記フォトクロミズムを示す有機材料
    が、スペロベンゾピラン系高分子、フルギト系分子、ジ
    アリールエテン系分子、シクロファン係分子のいずれか
    であることを特徴とする請求項９または請求項１０記載
    の光素子。
  14. 【請求項１４】前記光素子が面発光型素子であり、前記
    反射鏡を活性層からの光を反射するように配置したこと
    を特徴とする、請求項９乃至請求項１３のいずれかに記
    載の光素子。
  15. 【請求項１５】前記光素子が面発光素子であり、活性層
    からの光を反射する第１の反射鏡と、前記活性層からの
    光を反射する第２の反射鏡と、が前記活性層を挟み込ん
    で配置され、前記第１の反射鏡と前記第２の反射鏡との
    少なくとも一方が前記反射鏡であることを特徴とする、
    請求項９乃至請求項１３のいずれかに記載の光素子。
  16. 【請求項１６】前記活性層が窒化物半導体からなること
    を特徴とする請求項１４または請求項１５記載の光素
    子。
  17. 【請求項１７】光を反射する反射鏡を備える光素子の製
    造方法であって、 前記反射鏡を、 アルミニウムを含有する第１の窒化物半導体からなる半
    導体層と、前記第１の窒化物半導体よりもアルミニウム
    の含有割合が小さい第２の窒化物半導体からなるエッチ
    ング層と、を交互に積層した積層体を形成する工程と、 前記積層体を水素を含有する雰囲気中で加熱することに
    より、前記積層体の側面に露出した前記エッチング層を
    エッチングして隣接する前記半導体層の間に間隙を形成
    する工程と、 により形成することを特徴とする光素子の製造方法。
  18. 【請求項１８】光を反射する反射鏡を備える光素子の製
    造方法であって、 前記反射鏡を、 アルミニウムを含有する第１の窒化物半導体からなる半
    導体層と、前記第１の窒化物半導体よりもアルミニウム
    の含有割合が小さい第２の窒化物半導体からなるエッチ
    ング層と、を交互に積層した積層体を形成する工程と、 前記積層体を水素を含有する雰囲気中で加熱することに
    より、前記積層体の端面に露出した前記エッチング層を
    エッチングして隣接する前記半導体層の間に間隙を形成
    する工程と、 前記間隙に有機膜層を形成する工程と、 により形成することを特徴とする光素子の製造方法。
  19. 【請求項１９】前記水素を含有する雰囲気は、窒素、ア
    ンモニア、ヘリウム、アルゴン、キセノン及びネオンの
    うちの少なくとも１種と水素との混合気体、または水素
    のみ、のいずれかであることを特徴とする、請求項１７
    または請求項１８記載の光素子の製造方法。
  20. 【請求項２０】前記第１の窒化物半導体がＡｌｘＧａ
    １−ｘＮ（０≦ｘ≦１）であり、前記第２の窒化物半導
    体がＡｌｙＧａ１−ｙＮ（０≦ｙ＜ｘ）またはＩｎｚＧ
    ａ１−ｚＮ（０≦ｚ≦１）であることを特徴とする請求
    項１７乃至請求項１９のいずれかに記載の光素子の製造
    方法。
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