JP2002237659A

JP2002237659A - 窒化物半導体レーザ素子および半導体光学装置

Info

Publication number: JP2002237659A
Application number: JP2001032274A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Tsuda; 有三津田; Shigetoshi Ito; 茂稔伊藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-02-08
Filing date: 2001-02-08
Publication date: 2002-08-23
Anticipated expiration: 2021-02-08
Also published as: JP3869663B2

Abstract

(57)【要約】【課題】レーザ発振寿命の長い窒化物半導体レーザ素
子を提供すること。【解決手段】窒化物半導体基板に積層された窒化物半
導体層に、もしくは窒化物半導体基板に、マスク２００
と窓部とを有するマスク基板があって、マスク基板を被
覆する窒化物半導体膜と、発光層１０６を有する発光素
子構造とを、マスク基板上に順次成長させ、マスク２０
０における幅方向の中央をマスク中央とし、窓部におけ
る幅方向の中央を窓部中央とし、マスク２００のストラ
イプ方向に向かってマスク中央から左右に１μｍ未満を
除く領域、かつ窓部のストライプ方向に向かって窓部中
央から左右に１μｍ未満を除く領域に、発光素子構造の
電流狭窄部分が作製される窒化物半導体レーザ素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ発振寿命の
長寿命化を有する窒化物半導体レーザ素子と、その窒化
物半導体レーザ素子を利用した半導体光学装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＧａＮ基板上にＳｉＯ₂マスクの
マスクパターンが形成され、前記ＳｉＯ₂マスクの上方
と、前記ＳｉＯ₂マスクが形成されていない窓部の上方
にＧａＮ層が積層され、前記ＧａＮ層上に窒化物半導体
レーザ素子が形成されることが、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３９（２０００）ｐｐ．Ｌ６４
７−６５０などで開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た開示内容では、前記ＳｉＯ₂マスクを有するＧａＮ基
板に形成される前記窒化物半導体レーザ素子の形成位置
について、詳細な説明がなされていなかった。

【０００４】本明細書では、窒化物半導体基板に積層さ
れた窒化物半導体層に、もしくは窒化物半導体基板に、
マスクと窓部とが形成されたマスク基板があって、前記
マスク基板に作製された窒化物半導体レーザ素子の電流
狭窄部分の形成位置が、詳細に説明される。本発明は、
前記電流狭窄部分の形成位置が適正化されることによっ
て、レーザ発振寿命の長寿命化を有する窒化物半導体レ
ーザ素子を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、窒化物半導体
基板に積層された窒化物半導体層に、もしくは窒化物半
導体基板に、窒化物半導体がエピタキシャル成長を抑制
する成長抑制膜から構成されるストライプ状のマスク
と、前記マスクが形成されていないストライプ状の窓部
と、が設けられたマスク基板があって、前記マスク基板
を被覆する窒化物半導体膜と、少なくともｎ型層とｐ型
層とによって挟まれた、井戸層または井戸層と障壁層と
から構成された発光層を有する発光素子構造とを、前記
マスク基板上に順次成長させ、前記マスクにおける幅方
向の中央をマスク中央とし、前記窓部における幅方向の
中央を窓部中央とし、前記マスクのストライプ方向に向
かって前記マスク中央から左右に１μｍ未満を除く領
域、かつ前記窓部のストライプ方向に向かって前記窓部
中央から左右に１μｍ未満を除く領域に、前記発光素子
構造の電流狭窄部分が作製されることによって、本発明
の課題である窒化物半導体レーザ素子のレーザ発振の長
寿命化が図られる。

【０００６】ここで、本明細書で説明される成長抑制膜
とは、窒化物半導体がエピタキシャル成長されにくい膜
であると定義する。たとえば、成長抑制膜は、誘電体膜
あるいは金属膜から構成され得る。より具体的には、成
長抑制膜は、ＳｉＯ₂、ＳｉＮ_x、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、
タングステンまたはモリブデンなどである。

【０００７】本明細書で説明される窓部とは、ある層の
上に前記成長抑制膜から構成されたマスクがあって、前
記ある層が前記マスクで被覆されていない部分（ある層
が露出している部分）であると定義する。

【０００８】本明細書で説明される窒化物半導体基板と
は、少なくともＡｌ_xＧａ_yＩｎ_zＮ（０≦ｘ≦１、０≦
ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で構成された基
板である。前記窒化物半導体基板は、前記窒化物半導体
基板を構成している窒素元素の約１０％以下（ただし、
六方晶系であること）が、Ａｓ、ＰもしくはＳｂの元素
群のうち少なくともいずれかの元素で置換されても構わ
ない。また、前記窒化物半導体基板は、Ｓｉ、Ｏ、Ｃ
ｌ、Ｓ、Ｃ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、ＭｇもしくはＢｅの不
純物群のうち、少なくともいずれかの不純物が添加され
ても構わない。その不純物の総添加量は５×１０¹⁷／ｃ
ｍ³以上５×１０¹⁸／ｃｍ³以下が好ましい。前記窒化物
半導体基板がｎ型導電性を有するための不純物は、前記
不純物群のうち、Ｓｉ、ＯもしくはＣｌのいずれかが特
に好ましい。

【０００９】本明細書で説明される前記窒化物半導体基
板に積層された窒化物半導体層とは、少なくともＡｌ_x
Ｇａ_yＩｎ_zＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で構成された層である。前記窒化物半
導体層は、前記窒化物半導体層を構成している窒素元素
の約１０％以下（ただし、六方晶系であること）が、Ａ
ｓ、ＰもしくはＳｂの元素群のうち少なくともいずれか
の元素で置換されても構わない。また、前記窒化物半導
体層は、Ｓｉ、Ｏ、Ｃｌ、Ｓ、Ｃ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、
ＭｇもしくはＢｅの不純物群のうち、少なくともいずれ
かの不純物が添加されても構わない。その不純物の総添
加量は５×１０¹⁷／ｃｍ³以上５×１０¹ ⁸／ｃｍ³以下が
好ましい。前記窒化物半導体層がｎ型導電性を有するた
めの不純物は、前記不純物群のうち、Ｓｉ、Ｏもしくは
Ｃｌのいずれかが特に好ましい。

【００１０】本明細書で説明されるマスク基板とは、前
記窒化物半導体基板に積層された窒化物半導体層に、も
しくは前記窒化物半導体基板に、前記成長抑制膜から構
成されたマスクと前記窓部が設けられた基板であると定
義する（図２参照）。前記マスクの幅および前記窓部の
幅は、一定の周期を有していても良いし、種々異なる幅
を有していても構わない。

【００１１】本明細書で説明される前記マスク基板に成
長する窒化物半導体膜とは、少なくともＡｌ_xＧａ_yＩｎ
_zＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋
ｚ＝１）から構成される。前記窒化物半導体膜は、前記
窒化物半導体膜を構成している窒素元素の約１０％以下
（ただし、六方晶系であること）が、Ａｓ、Ｐもしくは
Ｓｂの元素群のうち少なくともいずれかの元素で置換さ
れても構わない。また、前記窒化物半導体膜は、Ｓｉ、
Ｏ、Ｃｌ、Ｓ、Ｃ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、ＭｇもしくはＢ
ｅの不純物群のうち、少なくともいずれかの不純物が添
加されても構わない。前記窒化物半導体膜がｎ型導電性
を有するための不純物は、前記不純物群のうち、Ｓｉ、
ＯもしくはＣｌのいずれかが特に好ましい。

【００１２】本明細書で説明される膜付きマスク基板と
は、前記マスク基板の上に前記窒化物半導体膜を被覆し
た基板と定義する（図３参照）。

【００１３】本明細書で説明される発光層とは、井戸層
もしくは井戸層と障壁層とから構成された層の総称を指
すものとする。たとえば、単一量子井戸構造の発光層
は、１つの井戸層のみから構成されるか、もしくは、障
壁層／井戸層／障壁層から構成される。また、多重量子
井戸構造の発光層は複数の井戸層と複数の障壁層とから
構成される。

【００１４】本明細書で説明される発光素子構造とは、
前記発光層がｎ型層とｐ型層とに挟まれた構造であると
定義する。

【００１５】本明細書で説明される電流狭窄部分とは、
ｐ型層を介して発光層に実質的に電流が注入される部分
であると定義する。また、電流狭窄幅とは、前記電流狭
窄部分の幅であると定義する。具体的に図４を用いて前
記電流狭窄部分が説明される。たとえば、リッジストラ
イプ構造を有する窒化物半導体レーザ素子の場合、前記
電流狭窄部分は、図４（ａ）で示されたリッジストライ
プ部に該当する。かくして、リッジストライプ構造を有
する窒化物半導体レーザ素子の、前記電流狭窄幅は、図
４（ａ）で示されたリッジストライプ幅に該当する。

【００１６】同様に、たとえば、電流狭窄層を有する窒
化物半導体レーザ素子の場合、前記電流狭窄部分は、図
４（ｂ）で示された２つの電流阻止層に挟まれた部分に
該当する。かくして、電流狭窄層を有する窒化物半導体
レーザ素子の前記電流狭窄幅は、図４（ｂ）で示された
電流阻止層間幅に該当する。

【００１７】本発明は、窒化物半導体基板に積層された
窒化物半導体層に、もしくは窒化物半導体基板に、前記
マスクと前記窓部とが形成されたマスク基板があって、
前記マスク基板を被覆する窒化物半導体膜と、前記発光
素子構造とを、前記マスク基板上に順次成長させ、前記
マスクの上方の領域であって、なおかつ前記マスクのス
トライプ方向に向かって前記マスク中央から左右に１μ
ｍ以上の領域に、前記発光素子構造の電流狭窄部分が作
製されることによって、さらにレーザ発振寿命を長寿命
化させることが可能である。

【００１８】本発明は、窒化物半導体基板に積層された
窒化物半導体層に、もしくは窒化物半導体基板に、前記
マスクと前記窓部とが形成されたマスク基板があって、
前記マスク基板を被覆する窒化物半導体膜と、前記発光
素子構造とを、前記マスク基板上に順次成長させ、前記
マスクの上方の領域と前記窓部の上方の領域に跨るよう
にして、前記発光素子構造の電流狭窄部分が作製される
ことによって、電流狭窄部分にクラックが発生してレー
ザ素子の歩留まり率が低下することを抑制し得る。

【００１９】本発明は、前記マスク幅が５μｍ以上３０
μｍ以下であることによって、レーザ発振寿命を長寿命
化させることが可能な領域に電流狭窄部分が作製され得
る。

【００２０】本発明は、前記窓部の幅が２μｍ以上２０
μｍ以下であることが好適である。本発明は、前記マス
ク幅が前記窓部幅よりも広いことによって、結晶歪が効
果的に緩和され、より一層のレーザ発振寿命を長寿命化
させることが可能である。

【００２１】本発明は、前記窒化物半導体膜が少なくと
もＡ_xＧａ_1-xＮ（Ａｌ組成比ｘは０．０１以上０．１５
以下）から構成されることによって、より一層のレーザ
発振寿命特性の向上とクラックの発生率が抑制され得
る。

【００２２】本発明は、前記窒化物半導体膜がＩｎ_xＧ
ａ_1-xＮ（Ｉｎ組成比ｘは０．０１以上０．１８以下）
から構成されることは、電流狭窄部部分が作製される領
域の違いによってレーザ発振寿命の相違が小さく、素子
不良率が低減し得る。

【００２３】本発明は、Ａｓ、ＰもしくはＳｂの元素群
のうち少なくともいずれかの元素が、前記井戸層に含有
されることによって、より一層のレーザ発振の長寿命化
を実現し得る。

【００２４】本発明は、前記窒化物半導体基板に、Ｓ
ｉ、Ｏ、Ｃｌ、Ｓ、Ｃ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｇもしく
はＢｅの不純物群のうち、少なくともいずれかの不純物
が添加されていて、その不純物の総添加量が５×１０¹⁷
／ｃｍ³以上５×１０¹⁸／ｃｍ³以下であることが好適で
ある。

【００２５】本発明は、本発明の窒化物半導体レーザ素
子を利用した半導体光学装置に関する。前記半導体光学
装置は、本発明のレーザ発振寿命の長い高出力レーザ
（３０ｍＷ）を用いているため、信頼性の高い製品を製
造することが可能となる。

【００２６】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）本発明は、窒化
物半導体基板に積層された窒化物半導体層に、もしくは
窒化物半導体基板に、マスクと窓部とが形成されたマス
ク基板があって、窒化物半導体膜と発光素子構造とを、
前記マスク基板上に順次成長させ、前記マスクのストラ
イプ方向に向かってマスク中央から左右に１μｍ未満を
除く領域、かつ前記窓部のストライプ方向に向かって窓
部中央から左右に１μｍ未満を除く領域に、前記発光素
子構造の電流狭窄部分が作製されることによって、本発
明の課題である窒化物半導体レーザ素子のレーザ発振の
長寿命化が図られる。

【００２７】窒化物半導体レーザ素子の電流狭窄部分が
膜付きマスク基板に形成される本発明の最適位置は、マ
スク基板を構成している基板が窒化物半導体基板の場合
に限られる。これは、以下の理由からである。

【００２８】窒化物半導体基板以外の基板（以後、異種
基板と呼ぶ）が用いられたマスク基板上に成長された窒
化物半導体膜は、窒化物半導体基板が用いられたマスク
基板上に成長されたそれと比較して、強い応力歪を受け
る。これは、異種基板と窒化物半導体膜との間の熱膨張
係数差が、窒化物半導体基板と窒化物半導体膜との間の
それと比較して非常に大きいからである。したがって、
前記窒化物半導体基板が異種基板で置換されて、本発明
の最適位置に属するように窒化物半導体レーザ素子の電
流狭窄部分が作製されたとしても、マスク基板に被覆さ
れた窒化物半導体膜および発光素子構造中の結晶歪は、
本発明と同様に緩和され得ない。加えて、異種基板と窒
化物半導体膜との間の熱膨張係数差が、窒化物半導体基
板と窒化物半導体膜との間のそれと比べて非常に大きい
ことから、異種基板自体が反ってしまう。発光素子構造
を含む該基板が反ってしまうと、窒化物半導体レーザ素
子の電流狭窄部分が、再現性よく目的とする位置に作製
されることが困難になる。

【００２９】（窒化物半導体レーザ素子の電流狭窄部分
が作製される最適位置について）本発明者らは、窒化物
半導体レーザ素子の電流狭窄部分が膜付きマスク基板
（マスク基板が窒化物半導体膜で被覆された基板であ
る。また、マスク基板を構成している基板は、窒化物半
導体基板である。）のどの位置に形成されるかによっ
て、レーザ発振寿命が変化することを新知見として見出
した。

【００３０】以下では、電流狭窄部分の最適位置が、リ
ッジストライプ構造を有する窒化物半導体レーザ素子
（図４（ａ））を例に説明される。ここで、上述で説明
されたように、リッジストライプ構造を有する窒化物半
導体レーザ素子の電流狭窄部分は、該レーザ素子のリッ
ジストライプ部に該当する。また、リッジストライプ構
造を有する窒化物半導体レーザ素子の電流狭窄幅は、該
レーザ素子のリッジストライプ幅に該当する。

【００３１】まず、前記リッジストライプ部の形成位置
とレーザ発振寿命との関係が図５を用いて説明される。

【００３２】図５は、横軸に膜付きマスク基板のマスク
中央ｃからリッジストライプ端ａまでの距離を、縦軸に
レーザ出力３０ｍＷ、雰囲気温度６０℃の条件下でのレ
ーザ発振寿命を、それぞれ表している。ここで、マスク
中央ｃからリッジストライプ端ａまでの距離（以後、ｃ
−ａ距離と呼ぶ）は、マスク中央ｃから向かって右側を
正に、同じく向かって左側を負で表記される。また、図
５も含めて本明細書で説明されるレーザ発振寿命は以下
のようにして見積もられた。前記レーザ発振寿命は、窒
化物半導体レーザ素子を寿命試験装置にセットした初期
の閾値電流値の、１．５倍の閾値電流値に到達したとき
の時間である。図５で用いられた窒化物半導体レーザ素
子の構造および製造方法は、後述の実施の形態２と同様
にして作製される。また、図５で用いられた、リッジス
トライプ幅は２μｍであり、マスク幅は１８μｍであ
り、窓部幅は８μｍであり、マスクの厚みは０．１μｍ
であった。

【００３３】（リッジストライプ部がマスクの上方に作
製される場合）まず、リッジストライプ部がマスクの上
方に作製された場合について述べる。図５を参照する
と、リッジストライプ部がマスクの上方に作製された窒
化物半導体レーザ素子のレーザ発振寿命は、リッジスト
ライプ部が窓部の上方に作製されたそれよりも長くなる
傾向を示した。さらに詳細に調べたところ、窒化物半導
体レーザ素子のリッジストライプ部がマスク上方に作製
されても、ｃ−ａ距離が−３μｍよりも大きく１μｍよ
りも小さい領域に前記リッジストライプ部が作製される
と、レーザ発振寿命が劇的に減少する（数１００時間か
ら１０００時間未満）ことがわかった。ここで、前記リ
ッジストライプ部の幅（以後、リッジストライプ幅と呼
ぶ）が２μｍであることを考慮して、前記ｃ−ａ距離の
−３μｍが、マスク中央ｃからリッジストライプ端ｂま
での距離（以後、ｃ−ｂ距離と呼ぶ）に換算されると、
ｃ−ｂ距離は−１μｍとなる。つまり、窒化物半導体レ
ーザ素子のリッジストライプ部が、マスクのストライプ
方向（図２（ｂ））に向かってマスク中央ｃから左右１
μｍ未満の領域に少なくとも含まれるようにして作製さ
れたとき、レーザ発振寿命が劇的に減少してしまうこと
がわかった。このレーザ発振寿命が劇的に減少する領域
を領域ＩＩＩと呼ぶことにする。したがって、窒化物半
導体レーザ素子のリッジストライプ部は、前記領域ＩＩ
Ｉを除くマスクの上方の領域に、前記リッジストライプ
部全体（図５のａ−ｂ幅）が含まれるようにして作製す
ることが好ましい。

【００３４】前記領域ＩＩＩは上記のマスク中央ｃから
左右１μｍ未満の範囲以外に、以下で述べる範囲を選択
すると、レーザ発振寿命特性の観点からさらに好まし
い。前記領域ＩＩＩがマスクのストライプ方向に向かっ
てマスク中央ｃから左右２μｍ未満の領域（図５のｃ−
ａ距離で表記すると、−４μｍよりも大きく２μｍより
も小さい領域に該当する）であって、前記のＩＩＩ領域
を除くようにして、前記リッジストライプ部全体（図５
のａ−ｂ幅）がマスクの上方に含まれるようにして作製
される。このことにより、レーザ発振寿命が少なくとも
約３０００から５０００時間以上の寿命を得ることが可
能である。さらに、前記領域ＩＩＩがマスクのストライ
プ方向に向かってマスク中央ｃから左右３μｍ未満の領
域（図５のｃ−ａ距離で表記すると、−５μｍよりも大
きく３μｍよりも小さい領域に該当する）であって、前
記のＩＩＩ領域を除くようにして、前記リッジストライ
プ部全体（図５のａ−ｂ幅）がマスクの上方に含まれる
ようにして作製されると、レーザ発振寿命が約１０００
０時間以上の寿命を得ることが可能である。

【００３５】ここで、マスクの上方の領域であって、な
おかつ領域ＩＩＩを除く領域のことを、領域Ｉと呼ぶこ
とにする。この領域Ｉは、以下で示す領域ＩＩよりも、
レーザ発振寿命の長い窒化物半導体レーザ素子を作製す
ることが可能な領域である。

【００３６】（リッジストライプ部が窓部の上方に作製
される場合）次に、リッジストライプ部が窓部の上方に
作製された場合について述べる。リッジストライプ部が
窓部の上方に作製された場合についても、前述と同様の
説明がなされ得る。窒化物半導体レーザ素子のリッジス
トライプ部は、ｃ−ａ距離が１０μｍよりも大きく１４
μｍよりも小さい領域に作製されると、前記窒化物半導
体レーザ素子のレーザ発振寿命が劇的に減少してしまっ
た。ここで、前記リッジストライプ幅が２μｍであるこ
とを考慮して、前記ｃ−ａ距離の１０μｍが窓部中央ｄ
からリッジストライプ端ｂまでの距離（以後、ｄ−ｂ距
離と呼ぶ）に換算されると、ｄ−ｂ距離は１μｍにな
る。同様にして、ｃ−ａ距離の１４μｍが、窓部中央ｄ
からリッジストライプ端ａまでの距離（以後、ｄ−ａ）
に換算されると、ｄ−ａ距離は１μｍになる。つまり、
窒化物半導体レーザ素子のリッジストライプ部が、窓部
の幅方向に沿って窓部中央ｄから左右１μｍ未満の範囲
内に含まれるようにして作製されたとき、レーザ発振寿
命が劇的に減少してしまうことがわかった。このレーザ
発振寿命が劇的に減少する領域（窓部中央ｄから左右１
μｍ未満の範囲）を領域ＩＶと呼ぶことにする。

【００３７】したがって、窒化物半導体レーザ素子のリ
ッジストライプ部は、前記領域ＩＶを除く領域に、前記
リッジストライプ部全体（図５のａ−ｂ幅）が含まれる
ようにして作製されることが好ましい。ここで、窓部の
上方の領域であって、なおかつ窓部のストライプ方向に
向かって前記窓部中央ｄから左右１μｍ以上の領域（領
域ＩＶを除く領域に該当する）を、領域ＩＩと呼ぶこと
にする。この領域ＩＩに作製された窒化物半導体レーザ
素子のレーザ発振寿命は、前述の領域Ｉに作製されたそ
れと比較して、短いものの、数千時間のレーザ発振寿命
を有することができた。以上の結果が、図６の模式図に
まとめられる。

【００３８】図６は、前記領域Ｉから前記領域ＩＶまで
が、膜付きマスク基板に記された模式図である。膜付き
マスク基板上に作製された窒化物半導体レーザ素子のリ
ッジストライプ部は、レーザ発振寿命の観点から、その
全体が領域Ｉに含まれることが最も好ましく、次にその
全体が領域Ｉと領域ＩＩに跨って含まれる場合が好まし
く、続いてその全体が領域ＩＩに含まれることが好まし
い。本発明の課題であるレーザ発振寿命の長寿命化がリ
ッジストライプ部の形成位置によって異なる理由は、恐
らく結晶歪の緩和のされ方が膜付きマスク基板内で違う
ためだと思われる。また、以上の結果を考慮すると、恐
らく、マスク基板のマスクの上方に形成された窒化物半
導体膜は、マスク基板の窓部の上方に形成されたそれよ
りも、窒化物半導体膜中の結晶歪の緩和効果が大きいも
のと思われる。

【００３９】本発明者らの詳細な検討によると、リッジ
ストライプ部全体が領域Ｉと領域ＩＩとに跨るように作
製されると、レーザ発振寿命の向上以外に、リッジスト
ライプ部にクラックが発生してレーザ素子の歩留まり率
が低下することを抑制し得るので好ましかった。

【００４０】前述の「窒化物半導体レーザ素子の電流狭
窄部分が作製される最適位置について」では、リッジス
トライプ幅が２μｍの場合について説明されたが、その
他のリッジストライプ幅が用いられても前述で示された
図５と同様の傾向が観られ得る。

【００４１】前述で示されたリッジストライプ部の形成
位置とレーザ発振寿命との関係は、リッジストライプ構
造を有する窒化物半導体レーザ素子（たとえば図４
（ａ））に限られるものではない。たとえば、電流阻止
層を有する窒化物半導体レーザ素子の場合、前述のリッ
ジストライプ部は２つの電流阻止層に挟まれた部分に、
前述のリッジストライプ幅は電流阻止層間幅に該当する
（図４（ｂ）を参照）。さらに一般的な表現を用いれ
ば、窒化物半導体レーザ素子の電流狭窄部分が、図６に
示された領域Ｉおよび／または領域ＩＩの上方に存在し
ていれば、本発明による効果が充分に得られる。なお、
窒化物半導体レーザ素子の電流狭窄部分が領域Ｉと領域
ＩＩとを跨るように作製されても良いことは言うまでも
無い。

【００４２】（マスク幅について）マスク基板に形成さ
れるマスクのマスク幅は、５μｍ以上３０μｍ以下、さ
らに好ましくは９μｍ以上２５μｍ以下である。前記マ
スク幅の下限値と上限値は、以下のようにして見積もら
れた。

【００４３】マスクの上方に窒化物半導体レーザ素子の
電流狭窄部分が作製される場合、前記マスクのマスク幅
の下限値は、窒化物半導体レーザ素子の電流狭窄部分の
幅（電流狭窄幅）に依存する。上述のレーザ発振の長寿
命化の観点から、窒化物半導体レーザ素子の電流狭窄部
分（たとえば、リッジストライプ部）は、領域Ｉ（図６
参照）に作製されることが最も好ましい。したがって、
前記マスク幅の下限値は、少なくとも電流狭窄幅よりも
広くする必要がある。電流狭窄幅はおよそ１．５μｍ〜
３μｍ幅で形成され得るため、結局、前記マスク幅の下
限値は、領域ＩＩＩの幅２μｍ（領域ＩＩＩがマスクの
ストライプ方向に向かってマスク中央ｃから左右１μｍ
未満の領域の場合）と前記ストライプ幅（１．５μｍ）
×２を足して少なくとも５μｍ以上と見積もられる。さ
らに好ましくは、前記マスク幅の下限値が、領域ＩＩＩ
の幅６μｍ（領域ＩＩＩがマスクのストライプ方向に向
かってマスク中央ｃから左右３μｍ未満の領域の場合）
と前記ストライプ幅（１．５μｍ）×２を足して９μｍ
以上と見積もられる。

【００４４】他方、前記マスク幅の上限値は、特に制約
は無い。しかしながら、マスク基板に形成されたマスク
が窒化物半導体膜で完全に被覆されるためには、マスク
幅は３０μｍ以下、さらに好ましくは２５μｍ以下が必
要である。

【００４５】また、前記マスク幅は、マスク基板に形成
される窓部の窓部幅よりも広い方が好ましい。なぜなら
ば、本発明の電流狭窄部分が形成され得る最も好ましい
領域Ｉに、多くの窒化物半導体レーザ素子が形成され得
るからである。加えて、窒化物半導体レーザ素子の素子
不良率が減少するため好ましい。

【００４６】（窓部幅について）窓部の上方に窒化物半
導体レーザ素子の電流狭窄部分の全体が含まれる（領域
ＩＩに作製される）場合、前記窓部の窓部幅の下限値
は、上述の「マスク幅について」と同様にして見積もら
れ、５μｍ以上である。他方、マスクの上方に窒化物半
導体レーザ素子の電流狭窄部分の一部が少なくとも含ま
れる場合、前記窓部幅の下限値は、領域ＩＶの幅に該当
する２μｍ以上である。窓部幅の上限値については、特
に制約は無い。しかしながら、窓部幅が広くなれば広く
なる程、結晶歪みの緩和効果が小さくなるため、前記窓
部幅の上限値は２０μｍ以下、さらに好ましくは１０μ
ｍ以下である。

【００４７】（マスクのストライプ方向について）スト
ライプ状に作製されたマスクの、ストライプ方向が以下
で説明される。結晶成長面が｛０００１｝Ｃ面を有する
窒化物半導体基板に作製されたマスクのストライプ方
向、もしくは窒化物半導体基板に積層された結晶成長面
が｛０００１｝Ｃ面を有する窒化物半導体層に作製され
たマスクのストライプ方向は、窒化物半導体基板に対し
て＜１−１００＞方向が最も好ましく、続いて＜１１−
２０＞方向が好ましかった。これらの方向は、｛０００
１｝Ｃ面内で±５度程度の開き角度を有していても上記
関係は変わらなかった。

【００４８】窒化物半導体基板の＜１−１００＞方向に
沿ってマスクが形成されることの優位性は、結晶歪みと
クラック発生との抑制効果が非常に高いことである。こ
のような方向に沿って形成されたマスクに窒化物半導体
膜が被覆されると、前記窒化物半導体膜がマスク上で主
に｛１１−２０｝ファセット面を形成しながら前記マス
クを被覆した。この｛１１−２０｝ファセット面は窒化
物半導体基板表面に対して垂直であって、なおかつマス
クはエピタキシャル成長しにくい成長抑制膜で構成され
ている。そのためか、｛１１−２０｝ファセット面から
窒化物半導体が成長していた（図７（ａ）参照）。この
成長は、該基板表面に対して水平方向に成長する（以
後、横方向成長と呼ぶ）ため、結晶歪みとクラック発生
の抑制効果が非常に高かったと考えられる。そして、マ
スクのストライプ方向が＜１−１００＞方向であること
と、本発明の電流狭窄部分の最適位置との構成を用いる
ことによって、より一層のレーザ発振の長寿命化とクラ
ック抑制による素子不良率の低減が図られ得る。

【００４９】他方、窒化物半導体基板の＜１１−２０＞
方向に沿ってマスクが形成されることの優位性は、前記
マスクが窒化物半導体膜で埋められたとき、前記マスク
の上方に位置する前記窒化物半導体膜の表面モフォロジ
ーが良いことである。また、図７（ｂ）に記された窪み
部分が基板の上方から眺められると、ほとんど蛇行する
ことなく窒化物半導体膜で被覆された。窒化物半導体膜
の表面モフォロジーが良好であって、なおかつ、前記窪
みがほとんど蛇行することなく窒化物半導体膜で被覆さ
れると、本発明の領域Ｉに形成された電流狭窄部を有す
る窒化物半導体素子の、素子不良率が低減し得た。これ
は以下の理由からだと考えられる。このような方向に沿
って形成されたマスクに窒化物半導体膜が被覆される
と、前記窒化物半導体膜がマスク上で主に｛１−１０
１｝ファセット面を形成しながら、前記マスクを被覆し
ていた。この｛１−１０１｝ファセット面は非常に平坦
でかつ前記ファセット面と結晶成長面とが接するエッジ
部分も非常に急峻であった（図７（ｂ））。このことが
窒化物半導体膜の表面モフォロジーに寄与したのではな
いかと考えられる。

【００５０】前述のマスク（または窓部）は全てストラ
イプ形状であったが、マスク（または窓部）がストライ
プ形状であることは以下の点において好ましい。窒化物
半導体レーザ素子の電流狭窄部分は主にストライプ形状
であり、前記電流狭窄部分の最適位置（領域Ｉおよび／
または領域ＩＩ）もストライプ形状である。そのため、
前記電流狭窄部分を前記最適位置に造りこむことが容易
になる。

【００５１】（マスク基板を被覆する窒化物半導体膜に
ついて）本発明の電流狭窄部分の最適位置とマスク基板
を被覆する窒化物半導体膜の構成において、前記窒化物
半導体膜が、ＧａＮ膜、ＡｌＧａＮ膜またはＩｎＧａＮ
膜であると、以下の効果が得られる。ここで、前記窒化
物半導体膜はその膜中にＳｉ、Ｏ、Ｃｌ、Ｓ、Ｃ、Ｇ
ｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、ＭｇもしくはＢｅの不純物群のうち、
少なくともいずれかの不純物を添加することができる。

【００５２】前記窒化物半導体膜がＧａＮ膜であること
は、以下の点において好ましい。ＧａＮ膜は２元混晶で
あるため、結晶成長の制御性が良く、製造方法において
容易である。また、ＧａＮの表面マイグレーション長は
ＡｌＧａＮ膜のそれと比較して長く、ＩｎＧａＮ膜のそ
れと比較して短いため、マスクを完全かつ平坦に被覆し
つつ、適度な横方向成長を得ることができる。この横方
向成長が促進されると、マスク上方に被覆された窒化物
半導体膜中の結晶歪が緩和され得る。窒化物半導体膜と
して利用されるＧａＮ膜の不純物濃度は、１×１０¹⁷／
ｃｍ³以上８×１０¹⁸／ｃｍ³以下が好ましい。このよう
な濃度範囲で不純物が添加されると、窒化物半導体膜の
表面モフォロジーが良好になって、発光層の層厚が均一
化され、素子特性が向上し得る。

【００５３】次に、前記窒化物半導体膜がＡｌＧａＮ膜
であることは、以下の点において好ましい。ＡｌＧａＮ
膜がマスク基板を被覆すると、マスク上方にボイドが形
成されにくく、クラックの発生率が抑制された。また、
レーザ発振寿命特性が向上した。これは、以下の理由か
らだと考えられる。

【００５４】ＡｌＧａＮ膜は、少なくとも窒化物半導体
膜にＡｌが含有されているため、ＧａＮ膜やＩｎＧａＮ
膜と比べて表面マイグレーション長が短い。この表面マ
イグレーション長が短いと言う事は、Ａｌを含まないそ
の他の窒化物半導体膜と比べてＡｌＧａＮ膜はマスクに
付着され易いことを意味する。このことが、マスク上方
にボイドを形成させにくくし、前記ボイドからのクラッ
ク発生を抑制し得たと考えられる。また、表面マイグレ
ーション長が短いため、図７で説明されたファセット面
の側壁から窒化物半導体膜が結晶成長し易く、横方向成
長がより顕著になって、結晶歪みが緩和され、結果的に
レーザ発振寿命特性が向上したと考えられる。

【００５５】さらに、ＡｌＧａＮ膜について調べたとこ
ろ、Ａｌ_xＧａ_1-xＮ膜のＡｌの組成比ｘは、０．０１以
上０．１５以下が好ましく、さらに好ましくは、０．０
１以上０．０７以下であった。Ａｌの組成比ｘが０．０
１よりも小さいと、ボイドの発生を抑制することが難し
くなり得る。一方、Ａｌの組成比ｘが０．１５よりも大
きくなると、前述の表面マイグレーション長が短くなり
過ぎて（横方向成長が不十分）、マスク上方の結晶歪の
緩和効果が得られ難くなる可能性がある。

【００５６】本発明はＡｌＧａＮ膜に限らず、少なくと
も窒化物半導体膜にＡｌが含有されていれば上記と同様
の効果が得られる。また、窒化物半導体膜として利用さ
れるＡｌＧａＮ膜の不純物濃度は、３×１０¹⁷／ｃｍ³
以上８×１０¹⁸／ｃｍ³以下が好ましい。このような濃
度範囲でＡｌと共に不純物が添加されると、窒化物半導
体膜の表面マイグレーション長が短くなって好ましい。
このことによって、より一層の結晶歪を緩和させること
が可能となる。

【００５７】次に、前記窒化物半導体膜がＩｎＧａＮ膜
であることは、以下の点において好ましい。ＩｎＧａＮ
膜がマスク基板を被覆すると、電流狭窄部部分が作製さ
れる領域（領域Ｉまたは領域ＩＩ）の違いによって、レ
ーザ発振寿命の相違が小さくなった。このことによっ
て、素子不良率が低減した。これは、以下の理由からだ
と考えられる。

【００５８】ＩｎＧａＮ膜は、少なくとも窒化物半導体
膜にＩｎが含有されているため、ＧａＮ膜やＡｌＧａＮ
膜と比べて弾性力がある。そのため、ＩｎＧａＮ膜はマ
スクを埋めて、窒化物半導体基板からの結晶歪を窒化物
半導体膜全体に伝播させ得る。これは、マスク上方の結
晶歪と窓部上方の結晶歪との間の差異を緩和させる働き
があると考えられる。

【００５９】さらに、ＩｎＧａＮ膜について調べたとこ
ろ、Ｉｎ_xＧａ_1-xＮ膜のＩｎの組成比ｘは、０．０１以
上０．１８以下が好ましく、さらに好ましくは０．０１
以上０．１以下であった。Ｉｎの組成比ｘが０．０１よ
りも小さいと、前述のＩｎが含有されたことによる弾性
力の効果が得られにくくなる可能性がある。また、Ｉｎ
の組成比ｘが０．１８よりも大きくなると、ＩｎＧａＮ
膜の結晶性が低下してしまう可能性がある。

【００６０】本発明はＩｎＧａＮ膜に限らず、少なくと
も窒化物半導体膜にＩｎが含有されていれば上記と同様
の効果が得られる。また、窒化物半導体膜として利用さ
れるＩｎＧａＮ膜の不純物濃度は、１×１０¹⁷／ｃｍ³
以上４×１０¹⁸／ｃｍ³以下が好ましい。このような濃
度範囲でＩｎと共に不純物が添加されると、窒化物半導
体膜の表面モフォロジーが良好であってかつ弾力性を保
有し得るので好ましい。

【００６１】（マスク基板を被覆する窒化物半導体膜の
膜厚について）マスク基板が、窒化物半導体膜で完全に
被覆されるためには、前記マスク基板を被覆する窒化物
半導体膜の被覆膜厚は、およそ２μｍ以上３０μｍ以下
が好ましい。ここで、被覆膜厚とは、平坦な窒化物半導
体基板に、直接窒化物半導体膜を成長させたとき、前記
窒化物半導体膜の膜厚であると定義する。前記被覆膜厚
が２μｍよりも薄くなると、マスク基板に形成されたマ
スク幅や窓部幅にも依存するが、概ね窒化物半導体膜で
マスク基板を完全かつ平坦に被覆させることが困難にな
り得る。一方、前記被覆膜厚が３０μｍよりも厚くなる
と、マスク基板による横方向成長よりも垂直方向（基板
表面に対して垂直方向）の成長の方が次第に強くなり、
結晶歪の緩和効果が充分に発揮されにくくなる。

【００６２】（実施の形態２）本実施の形態２では、膜
付きマスク基板に作製されたリッジストライプ構造を有
する窒化物半導体レーザ素子の作製方法が説明される。
ここで、膜付きマスク基板とは、前述で定義されたよう
に、マスク基板に窒化物半導体膜が被覆された基板であ
る。その他の本発明に係る事柄については、実施の形態
１と同じである。

【００６３】（膜付きマスク基板の作製方法）膜付きマ
スク基板の作製方法が図３を用いて説明される。図３の
模式図は、ＧａＮ基板１０１（窒化物半導体基板の一
例）上に作製されたマスク２００から構成されるマスク
基板と、前記マスク基板上にｎ型Ａｌ_0.03Ｇａ_0.97Ｎ膜
１０２（窒化物半導体膜の一例）が被覆された膜付きマ
スク基板を表している。

【００６４】まず、前記マスク基板は、以下のようにし
て作製される。面方位が（０００１）面であるＧａＮ基
板１０１表面に、ＳｉＯ₂から構成される成長抑制膜が
厚さ０．１μｍで蒸着された。前記成長抑制膜は、電子
ビーム蒸着法（ＥＢ法）または、スパッタリング法によ
り蒸着された。その後、従来のリソグラフィー技術を用
いて、ＧａＮ基板１０１の＜１−１００＞方向に沿っ
て、ストライプ状のマスク２００が形成された。前記ス
トライプ状のマスク２００は、マスク幅が１３μｍ、窓
部幅が７μｍで形成された。このようにして、本実施の
形態２のマスク基板が完成された。

【００６５】次に、前記マスク基板が十分に有機洗浄さ
れ、ＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長法）装置に搬送され
た。そして、前記マスク基板に、成長温度１０５０℃の
条件の下、Ｖ族原料のＮＨ₃（アンモニア）、ＩＩＩ族
原料のＴＭＧａ（トリメチルガリウム）および同じくＩ
ＩＩ族原料のＴＭＡｌ（トリメチルアルミニウム）が供
給され、さらに前記原料にＳｉＨ₄（Ｓｉ不純物濃度１
×１０¹⁸／ｃｍ³）が添加されて、厚さ１５μｍのｎ型
Ａｌ_0.03Ｇａ_0.97Ｎ膜１０２（窒化物半導体膜の一例）
が積層された。このようにして、本実施の形態２の膜付
きマスク基板１００が完成された（図３）。

【００６６】上記で説明された成長抑制膜は、ＳｉＯ₂
以外にＳｉＮ_x、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、タングステンまた
はモリブデンなどで構成されても構わない。

【００６７】上記で説明されたストライプ状のマスクの
ストライプ方向は、ＧａＮ基板１０１（窒化物半導体基
板の一例）に対して＜１−１００＞方向に沿って形成さ
れたが、ＧａＮ基板１０１に対して＜１１−２０＞方向
に沿って形成されても構わない。

【００６８】上記で説明された窒化物半導体基板は、
（０００１）面を有するＧａＮ基板１０１が用いられた
が、その他の面方位およびその他の窒化物半導体基板が
用いられても構わない。窒化物半導体基板の面方位に関
しては、Ｃ面｛０００１｝、Ａ面｛１１−２０｝、Ｒ面
｛１−１０２｝、Ｍ面｛１−１００｝、｛１−１０１｝
面などを用いることが好ましい。また、上記面方位から
２度以内のオフ角度を有する基板であれば表面モフォロ
ジーが良好である。さらに、その他の窒化物半導体基板
として、たとえば、窒化物半導体レーザの場合、垂直横
モードの単峰化のためにはクラッド層よりも屈折率の低
い層が該クラッド層の外側に接していることが好まし
く、ＡｌＧａＮ基板が好ましく用いられる。

【００６９】（リッジストライプ構造を有する窒化物半
導体レーザ素子の結晶成長方法）次に、前記膜付きマス
ク基板に作製される窒化物半導体レーザ素子が「リッジ
ストライプ構造を有する窒化物半導体レーザ素子の結晶
成長方法」、その「プロセス工程」およびその「パッケ
ージ実装」に分けて順次説明される。

【００７０】図１は膜付きマスク基板上に成長された窒
化物半導体レーザ素子が、チップ分割された後の窒化物
半導体レーザ素子チップを表している。

【００７１】図１の窒化物半導体レーザ素子チップは、
膜付きマスク基板１００、ｎ型Ｉｎ _0.07Ｇａ_0.93Ｎクラ
ック防止層１０３、ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎクラッド層１
０４、ｎ型ＧａＮ光ガイド層１０５、発光層１０６、ｐ
型Ａｌ_0.2Ｇａ_0.8Ｎキャリアブロック層１０７、ｐ型Ｇ
ａＮ光ガイド層１０８、ｐ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎクラッド
層１０９、ｐ型ＧａＮコンタクト層１１０、ｎ電極１１
１、ｐ電極１１２、ＳｉＯ₂誘電体膜１１３およびｎ型
電極パッド１１４から構成される。ただし、前記膜付き
マスク基板１００は、ＧａＮ基板１０１、マスク２００
およびｎ型Ａｌ _0.03Ｇａ_0.97Ｎ膜１０２から構成されて
いる。

【００７２】以下に、窒化物半導体レーザ素子の製造方
法が詳細に説明される。ＭＯＣＶＤ装置を用いて、前記
膜付きマスク基板１００に、Ｖ族原料のＮＨ₃とＩＩＩ
族原料のＴＭＧａまたはＴＥＧａ（トリエチルガリウ
ム）に、ＴＭＩｎ（トリメチルインジウム）のＩＩＩ族
原料とＳｉＨ₄が加えられ、８００℃の成長温度でｎ型
Ｉｎ_0.07Ｇａ_0.93Ｎクラック防止層１０３が４０ｎｍ成
長された。次に、基板温度が１０５０℃に上げられ、Ｔ
ＭＡｌまたはＴＥＡｌ（トリエチルアルミニウム）のＩ
ＩＩ族原料が用いられて、１．２μｍ厚のｎ型Ａｌ_0.1
Ｇａ_0.9Ｎクラッド層１０４（Ｓｉ不純物濃度１×１０
¹⁸／ｃｍ³）が成長され、続いてｎ型ＧａＮ光ガイド層
１０５（Ｓｉ不純物濃度１×１０¹⁸／ｃｍ³）が０．１
μｍ成長された。

【００７３】その後、基板温度が８００℃に下げられ、
３周期の、厚さ４ｎｍのＩｎ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ井戸層と厚
さ８ｎｍのＩｎ_0.01Ｇａ_0.99Ｎ障壁層から構成された発
光層（多重量子井戸構造）１０６が、障壁層／井戸層／
障壁層／井戸層／障壁層／井戸層／障壁層の順序で成長
された。その際、障壁層と井戸層の両方にＳｉＨ₄（Ｓ
ｉ不純物濃度は１×１０¹⁸／ｃｍ³）が添加された。障
壁層と井戸層、または井戸層と障壁層との間に、１秒以
上１８０秒以内の成長中断が実施されても構わない。こ
のことにより、各層の平坦性が向上し、発光半値幅が減
少して好ましい。

【００７４】発光層にＡｓが添加される場合はＡｓＨ₃
（アルシン）またはＴＢＡｓ（ターシャリブチルアルシ
ン）を、発光層にＰが添加される場合はＰＨ₃（ホスフ
ィン）またはＴＢＰ（ターシャリブチルホスフィン）
を、発光層にＳｂが添加される場合はＴＭＳｂ（トリメ
チルアンチモン）またはＴＥＳｂ（トリエチルアンチモ
ン）をそれぞれ添加すると良い。また、発光層が形成さ
れる際、Ｎ原料として、ＮＨ₃以外にＮ₂Ｈ₄（ジメチル
ヒドラジン）が用いられても構わない。

【００７５】次に、基板温度が再び１０５０℃まで昇温
されて、厚み２０ｎｍのｐ型Ａｌ_0. ₂Ｇａ_0.8Ｎキャリア
ブロック層１０７、０．１μｍのｐ型ＧａＮ光ガイド層
１０８、０．５μｍのｐ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎクラッド層
１０９と０．１μｍのｐ型ＧａＮコンタクト層１１０が
順次成長された。前記ｐ型不純物としてＭｇ（ＥｔＣＰ
₂Ｍｇ：ビスエチルシクロペンタジエニルマグネシウ
ム）が５×１０¹⁹／ｃｍ³〜２×１０²⁰／ｃｍ³で添加さ
れた。ｐ型ＧａＮコンタクト層１１０のｐ型不純物濃度
は、ｐ電極１１２の方向に向かって、ｐ型不純物濃度を
多くした方が好ましい。このことによりｐ電極形成によ
るコンタクト抵抗が低減する。また、ｐ型不純物である
Ｍｇの活性化を妨げているｐ型層中の残留水素を除去す
るために、ｐ型層成長中に微量の酸素が混入されても構
わない。

【００７６】この様にして、ｐ型ＧａＮコンタクト層１
１０が成長された後、ＭＯＣＶＤ装置のリアクター内が
全窒素キャリアガスとＮＨ₃に変えられ、６０℃／分で
温度が降下された。基板温度が８００℃に達した時点
で、ＮＨ₃の供給量が停止され、５分間、前記基板温度
で待機されてから、室温まで降下された。上記基板の保
持温度は６５０℃から９００℃の間が好ましく、待機時
間は、３分以上１０分以下が好ましかった。また、降下
温度の到達速度は、３０℃／分以上が好ましい。このよ
うにして作製された成長膜がラマン測定によって評価さ
れた結果、前記手法により、従来のｐ型化アニールが実
行されなくても、成長後すでにｐ型化の特性が示されて
いた（Ｍｇが活性化していた）。また、ｐ電極形成によ
るコンタクト抵抗も低減していた。上記に加えて従来の
ｐ型化アニールが組み合わせられれば、Ｍｇの活性化率
がより向上して好ましかった。

【００７７】上記で説明されたＩｎ_0.07Ｇａ_0.93Ｎクラ
ック防止層１０３は、Ｉｎ組成比が０．０７以外であっ
ても構わないし、ＩｎＧａＮクラック防止層自体がなく
ても構わない。しかしながら、クラッド層とＧａＮ基板
との格子不整合が大きくなる場合は、前記ＩｎＧａＮク
ラック防止層が挿入された方がクラック防止の点でより
好ましい。

【００７８】上記で説明された発光層１０６は、障壁層
で始まり障壁層で終わる構成であったが、井戸層で始ま
り井戸層で終わる構成であってもよい。また、井戸層の
層数は、前述の３層に限らず、１０層以下であれば閾値
電流密度が低く、室温連続発振が可能であった。特に２
層以上６層以下のとき閾値電流密度が低く好ましかっ
た。さらに上記で説明された発光層に、Ａｌが含有され
ても構わない。

【００７９】上記で説明された発光層１０６は、井戸層
と障壁層との両層にＳｉ（ＳｉＨ₄）が１×１０¹⁸／ｃ
ｍ³添加されたが、Ｓｉが添加されなくても構わない。
しかしながら、Ｓｉが発光層に添加された方が発光強度
は強かった。発光層に添加される不純物は、前記Ｓｉ以
外にＯ、Ｃ、Ｇｅ、ＺｎもしくはＭｇの不純物群のう
ち、少なくともいずれかの不純物が添加されても構わな
い。また、前記不純物群の添加量の総和は、約１×１０
¹⁷〜８×１０¹⁸／ｃｍ³程度が好ましかった。さらに、
不純物が添加される層は、井戸層と障壁層との両層に限
らず片方の層のみに前記不純物が添加されても良い。

【００８０】上記で説明されたｐ型Ａｌ_0.2Ｇａ_0.8Ｎキ
ャリアブロック層１０７は、Ａｌ組成比が０．２以外で
あっても構わないし、キャリアブロック層自体が無くて
も構わない。しかしながら、前記キャリアブロック層を
設けた方が閾値電流密度が低くかった。これは、キャリ
アブロック層が発光層にキャリアを閉じ込める働きがあ
るからである。前記キャリアブロック層のＡｌ組成比
は、高くすることによってキャリアの閉じ込めが強くな
って好ましい。また、キャリアの閉じ込めが保持される
程度までＡｌ組成比を小さくすれば、キャリアブロック
層内のキャリア移動度が大きくなり電気抵抗が低くなっ
て好ましい。

【００８１】上記の説明では、ｐ型クラッド層とｎ型ク
ラッド層として、Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ結晶が用いられた
が、Ａｌの組成比が０．１以外のＡｌＧａＮ３元結晶で
あっても構わない。Ａｌの混晶比が高くなると発光層と
のエネルギーギャップ差および屈折率差が大きくなり、
キャリアや光が該発光層に効率良く閉じ込められ、レー
ザ発振閾値電流密度の低減が図られる。また、キャリア
および光の閉じ込めが保持される程度までＡｌ組成比を
小さくすれば、クラッド層でのキャリア移動度が大きく
なり、素子の動作電圧を低くすることができる。

【００８２】上記で説明されたＡｌＧａＮクラッド層の
厚みは、０．７μｍ〜１．５μｍが好ましい。このこと
により、垂直横モードの単峰化と光り閉じ込め効率が増
し、レーザの光学特性の向上とレーザ閾値電流密度の低
減が図れる。

【００８３】上記で説明されたクラッド層は、ＡｌＧａ
Ｎ３元混晶であったが、ＡｌＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ
Ｐ、ＡｌＧａＮＡｓなどの４元混晶であっても良い。さ
らに、ｐ型クラッド層は、電気抵抗を低減するために、
ｐ型ＡｌＧａＮ層とｐ型ＧａＮ層とからなる超格子構
造、またはｐ型ＡｌＧａＮ層とｐ型ＩｎＧａＮ層とから
なる超格子構造を有していても良い。

【００８４】上記では、ＭＯＣＶＤ装置による結晶成長
方法が説明されたが、分子線エピタキシー法（ＭＢ
Ｅ）、ハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ）が用いられ
ても構わない。

【００８５】（プロセス工程）続いて、前述の「リッジ
ストライプ構造を有する窒化物半導体レーザ素子の結晶
成長方法」で作製されたエピウエハーがＭＯＣＶＤ装置
から取り出され、窒化物半導体レーザ素子チップに加工
するためのプロセス工程が説明される。ここで、窒化物
半導体レーザ素子を作製し終えた前記エピウエハーの表
面は平坦であり、マスク基板に形成されたマスクおよび
窓部は窒化物半導体膜と発光素子構造とで完全に埋没さ
れていた。

【００８６】ｎ電極１１１は、ドライエッチング法を用
いて、エピウエハーの表側からｎ型Ａｌ_0.03Ｇａ_0.97Ｎ
膜１０２を露出させてから、Ｈｆ／Ａｌの順序で形成さ
れた。そして、前記ｎ電極１１１の上にｎ型電極パッド
１１４としてＡｕが蒸着された。前記ｎ電極材料の他
に、Ｔｉ／Ａｌ、Ｔｉ／ＭｏまたはＨｆ／Ａｕなどが用
いられても構わない。ｎ電極にＨｆが用いられるとｎ電
極のコンタクト抵抗が下げられるため好ましい。マスク
基板は、窒化物半導体基板で構成されているため、マス
ク基板の裏面側からｎ電極が形成されても構わない（図
８参照のこと）。ただし、前記窒化物半導体基板は、ｎ
型の極性を有するように不純物がドーピングされる必要
がある。

【００８７】ｐ電極部分は、マスクのストライプ方向と
同じ方向に沿ってストライプ状にエッチングされ、リッ
ジストライプ部（図１）が形成された。前記リッジスト
ライプ部は、マスク中央から４μｍ離れた位置に領域Ｉ
ＩＩを除くようにして形成された。前記リッジストライ
プ部の幅は１．７μｍであった。その後、ＳｉＯ₂誘電
体膜１１３が蒸着され、ｐ型ＧａＮコンタクト層１１０
が露出されて、ｐ電極１１２がＰｄ／Ｍｏ／Ａｕの順序
で蒸着されて形成された。前記ｐ電極材料の他に、Ｐｄ
／Ｐｔ／Ａｕ、Ｐｄ／Ａｕ、またはＮｉ／Ａｕのいずれ
かが用いられても構わない。

【００８８】最後に、前記エピウエハーは、前記リッジ
ストライプ方向に対して垂直方向にへき開され、共振器
長５００μｍのファブリ・ペロー共振器が作製された。
共振器長は一般に３００μｍから１０００μｍが好まし
い。マスクのストライプ方向が＜１−１００＞方向に沿
って形成された窒化物半導体レーザ素子の共振器端面
は、窒化物半導体結晶のＭ面（｛１−１００｝面）であ
る。共振器端面を形成するためのへき開および窒化物半
導体レーザ素子のチップ分割は、マスク基板の裏面側か
らスクライバーで行われた。ただし、前記へき開は、ウ
エハー全面にスクライバーによる罫書き傷がつけられて
からへき開されるのではなく、ウエハーの一部、たとえ
ば、ウエハーの両端にのみスクライバーによる罫書き傷
がつけられてへき開された。これらのことにより、共振
器端面の急峻性やスクライブによる削りカスがエピ表面
に付着しないため歩留まりが向上する。前記レーザ共振
器の帰還手法以外に、一般に知られているＤＦＢ（Ｄｉ
ｓｔｒｉｂｕｔｅｄＦｅｅｄｂａｃｋ）、ＤＢＲ（Ｄ
ｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＢｒａｇｇＲｅｆｌｅｃｔｏ
ｒ）が用いられても構わない。前記ファブリ・ペロー共
振器の共振器端面が形成された後、該端面に７０％の反
射率を有するＳｉＯ₂とＴｉＯ₂の誘電体膜が交互に蒸着
され、誘電体多層反射膜が形成された。前記誘電体材料
以外に、ＳｉＯ ₂／Ａｌ₂Ｏ₃が誘電多層反射膜として用
いられても構わない。以上のようにして図１の窒化物半
導体レーザ素子チップが作製された。

【００８９】（パッケージ実装）次に、上記半導体レー
ザ素子チップがパッケージに実装される方法について述
べられる。高出力（３０ｍＷ以上）窒化物半導体レーザ
素子チップは、放熱対策に注意を払わなければならな
い。たとえば、前記高出力窒化物半導体レーザ素子チッ
プは、Ｉｎはんだ材を用いて、Ｊｕｎｃｔｉｏｎｄｏ
ｗｎでパッケージ本体に接続されることが好ましい。ま
た、前記高出力窒化物半導体レーザ素子チップは、直接
パッケージ本体やヒートシンク部に取り付けられるので
はなく、Ｓｉ、ＡｌＮ、ダイヤモンド、Ｍｏ、ＣｕＷ、
ＢＮ、Ｆｅ、Ｃｕ、ＳｉＣまたはＡｕのいずれかのサブ
マウントを介して接続されても構わない。

【００９０】以上の結果、本発明の最適位置に窒化物半
導体レーザ素子の電流狭窄部分が作製されることによっ
て、レーザ出力３０ｍＷ、雰囲気温度６０℃の条件の
下、レーザ発振寿命約１３０００時間が達成された。

【００９１】本実施の形態２で述べられたリッジストラ
イプ部の形成位置、マスク幅および窓部幅は、前述の実
施の形態１で述べた条件を満足していれば、その他の数
値で作製されても構わない。

【００９２】（実施の形態３）本実施の形態３は、実施
の形態２で述べられたリッジストライプ構造を有する窒
化物半導体レーザ素子を、電流阻止層を有する窒化物半
導体レーザ素子（図４（ｂ））に変えた事以外は実施の
形態１または実施の形態２と同様である。

【００９３】以下に電流阻止層を有する窒化物半導体レ
ーザ素子が、図９を用いて説明される。

【００９４】図９は、膜付きマスク基板１００、ｎ型Ｉ
ｎ_0.07Ｇａ_0.93Ｎクラック防止層１０３、ｎ型Ａｌ_0.1
Ｇａ_0.9Ｎクラッド層１０４、ｎ型ＧａＮ光ガイド層１
０５、発光層１０６、ｐ型Ａｌ_0.2Ｇａ_0.8Ｎキャリアブ
ロック層１０７、ｐ型ＧａＮ光ガイド層１０８、ｐ型Ａ
ｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ第１クラッド層１０９ａ、電流阻止層１
２０、ｐ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎ第２クラッド層１０９ｂ、
ｐ型ＧａＮコンタクト層１１０、ｎ電極１１１、ｐ電極
１１２から構成される。

【００９５】電流阻止層１２０は、ｐ型電極１１２から
注入された電流が、図９で示された電流阻止層間幅のみ
を通過できるように電流を阻止する層であれば良い。た
とえば、電流阻止層１２０として、ｎ型Ａｌ_0.25Ｇａ
_0.75Ｎ層を用いても良い。前記電流阻止層のＡｌ組成比
は０．２５に限らず、その他の値でも構わない。

【００９６】本実施の形態３では、マスク基板に形成さ
れたマスクの幅が１０μｍ、窓部の幅が５μｍ、マスク
の厚みが０．１μｍおよび電流阻止層間幅が１．８μｍ
で作製された。また、２つの電流阻止層１２０に挟まれ
た部分の一端が、マスク中央から３μｍ離れた位置に形
成され、なおかつ前記２つの電流阻止層１２０に挟まれ
た部分がマスク中央の上方を含まないように作製された
（本発明の領域Ｉに該当する位置）。

【００９７】（実施の形態４）本実施の形態４は、窒化
物半導体基板に積層された窒化物半導体層上に、マスク
が作製されたこと意外は、実施の形態１から３のいずれ
かと同様である。本実施の形態４の、膜付きマスク基板
の作製方法が以下で説明される。

【００９８】まず、面方位が（０００１）面であるＧａ
Ｎ基板（窒化物半導体基板の一例）がＭＯＣＶＤ装置に
装填された。そして、５５０℃の成長温度で、ＮＨ₃と
ＴＭＧａが前記ＧａＮ基板に供給されて、低温ＧａＮバ
ッファ層が形成された。次に、成長温度が１０５０℃ま
で昇温され、ＮＨ₃、ＴＭＧａおよびＳｉＨ₄が供給され
て、前記低温ＧａＮバッファ層上にｎ型ＧａＮ層（窒化
物半導体層の一例）が形成された。前記ｎ型ＧａＮ層が
形成された後、該基板がＭＯＣＶＤ装置から取り出され
た。

【００９９】続いて、ＭＯＣＶＤ装置から取り出された
該基板の前記ｎ型ＧａＮ層の表面に、ＳｉＮ_xから構成
される成長抑制膜が厚さ０．１５μｍで蒸着された。前
記ＳｉＮ_xは、スパッタリング法で蒸着された。その
後、従来のリソグラフィー技術を用いて、前記ＧａＮ基
板の＜１−１００＞方向に沿って、ストライプ状のＳｉ
Ｎ_xのマスクが形成された。前記マスクは、マスク幅が
８μｍ、窓部幅が２μｍで形成された。このようにし
て、本実施の形態４のマスク基板が完成された。

【０１００】次に、前記マスク基板が十分に有機洗浄さ
れ、ＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長法）装置に搬送され
た。そして、前記マスク基板に、成長温度１０５０℃の
条件の下、Ｖ族原料のＮＨ₃、ＩＩＩ族原料のＴＭＧａ
およびＳｉＨ₄（Ｓｉ不純物濃度１×１０¹⁸／ｃｍ³）が
供給されて、厚さ２０μｍのＧａＮ膜（窒化物半導体膜
の一例）が積層された。このようにして、本実施の形態
４の膜付きマスク基板が完成された。

【０１０１】本実施の形態４で説明された低温ＧａＮバ
ッファ層は、低温Ａｌ_xＧａ_1-xＮバッファ層（０≦ｘ≦
１）であれば良く、また、前記低温バッファ層自体が形
成されなくても構わない。しかしながら、現在、供給さ
れているＧａＮ基板は表面モフォロジーが好ましくない
ため、低温Ａｌ_xＧａ_1-xＮバッファ層（０≦ｘ≦１）が
挿入された方が、表面モフォロジーが改善されて好まし
い。ここで、低温バッファ層とは、約４５０℃〜６００
℃の成長温度で形成されるバッファ層のことを指す。こ
れらの成長温度範囲で作製されたバッファ層は多結晶も
しくは非晶質である。

【０１０２】本実施の形態４で述べられたマスク基板に
形成されるマスク幅および窓部幅は、実施の形態１で述
べた条件を満足していれば、その他の数値で作製されて
も構わない。

【０１０３】本実施の形態４の膜付きマスク基板の作製
方法に関わるその他の事柄については、実施の形態１と
同様である。

【０１０４】（実施の形態５）本実施の形態５は、Ａ
ｓ、ＰもしくはＳｂの元素群のうち少なくともいずれか
の元素を窒化物半導体レーザ素子の発光層に含有したこ
と以外は、上記実施の形態１から実施の形態４のいずれ
かと同様である。

【０１０５】本発明は、Ａｓ、ＰもしくはＳｂの元素群
のうち少なくともいずれかの元素が、窒化物半導体発光
レーザ素子を構成している発光層のうち少なくとも井戸
層に含有される。このとき、前記井戸層に含有された元
素群の総和の組成比をＸとし、同じく前記井戸層のＮ元
素の組成比をＹとするとき、ＸはＹよりも小さく、Ｘ／
（Ｘ＋Ｙ）は０．３（３０％）以下であり、好ましくは
０．２（２０％）以下である。また、前記元素群の総和
の下限値は、１×１０¹⁸／ｃｍ³以上である。前記元素
群の総和の組成比Ｘが２０％よりも高くなると、井戸層
内のある領域ごとに前記元素の組成比の異なる濃度分離
が次第に生じ始める。さらに前記元素群の総和の組成比
Ｘが３０％よりも高くなると、今度は濃度分離から六方
晶系と立方晶系が混在する結晶系分離に移行し始めて井
戸層の結晶性が低下し始める。一方、前記元素群の総和
の添加量が１×１０¹⁸／ｃｍ³よりも小さくなると、井
戸層に前記元素を含有したことによる効果が得られにく
くなる。

【０１０６】本実施の形態５による効果は、井戸層に前
記元素群のうち少なくともいずれかの元素が含有される
ことによって、井戸層の電子とホールの有効質量が小さ
く、また、井戸層の電子とホールの移動度が大きくな
る。半導体レーザ素子の場合、前者は少ない電流注入量
でレーザ発振のためのキャリア反転分布が得られること
を意味し、後者は発光層で電子とホールが発光再結合に
よって消滅しても新たに電子・ホールが拡散により高速
に注入されることを意味する。すなわち、現在報告され
ている、発光層にＡｓ、ＰもしくはＳｂの元素群のうち
何れも含有しないＩｎＧａＮ系窒化物半導体レーザ素子
と比べて、本発明の窒化物半導体レーザ素子は、閾値電
流密度が低く、自励発振特性の優れた（雑音特性に優れ
た）半導体レーザを作製することが可能である。

【０１０７】（実施の形態６）本実施の形態６は、本発
明に係る窒化物半導体レーザ素子が半導体光学装置に適
用された場合について説明される。

【０１０８】本発明による青紫色（３８０〜４２０ｎｍ
の発振波長）窒化物半導体レーザ素子は半導体光学装
置、たとえば光ピックアップ装置に利用されると以下の
点において好ましい。前記窒化物半導体レーザ素子は、
高出力（３０ｍＷ）、高温雰囲気中（６０℃）で安定し
て動作し、なおかつレーザ発振寿命が長寿命であること
から、信頼性の高い高密度記録再生用光ディスク装置に
最適である（発振波長が短いほど、より高密度に記録再
生が可能となる）。

【０１０９】図１０に本発明の窒化物半導体レーザ素子
が半導体光学装置に利用された一例として、光ディスク
装置（光ピックアップを有する装置。たとえば、ＤＶＤ
装置など）の概略図が示される。図１０のレーザ光は、
入力情報に応じて光変調器で変調され、レンズを通して
ディスク上に記録される。再生時は、ディスク上のピッ
ト配列によって光学的に変化を受けたレーザ光がスプリ
ッターを通して光検出器で検出され、再生信号となる。
これらの動作は制御回路によって制御される。レーザ出
力については、通常、記録時は３０ｍＷで、再生時は５
ｍＷ程度である。

【０１１０】本発明は、上記光ピックアップ装置を有す
る光ディスク装置の他に、たとえば、レーザプリンタ
ー、バーコードリーダー、光の三原色（青色、緑色、赤
色）レーザによるプロジェクターなどにも利用可能であ
る。

【０１１１】なお、今回開示された実施の形態はすべて
の点で例示であって制限的なものではないと考えられる
べきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特
許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の
意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意
図される。

【０１１２】

【発明の効果】本発明により、レーザ発振寿命の長寿命
化を有する窒化物半導体レーザ素子と前記窒化物半導体
レーザ素子を利用した半導体光学装置を提供することが
できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】マスク基板に窒化物半導体膜が被覆される状
態を表した図である（ｎ電極とｐ電極は、互いに同一の
向きで配置される）。

【図２】マスク基板の一例を示した模式図であり、そ
のうち（ａ）はマスク基板の一例の断面を、（ｂ）はマ
スク基板の一例の上面を、それぞれ表している。

【図３】膜付きマスク基板の一例である。

【図４】窒化物半導体レーザ構造の模式図であり、そ
のうち（ａ）はリッジストライプ構造を有する窒化物半
導体レーザ素子の一例であり、（ｂ）は電流阻止層を有
する窒化物半導体レーザ素子の一例である。

【図５】膜付きマスク基板上に作製された窒化物半導
体レーザ素子のリッジストライプ部の形成位置とレーザ
発振寿命との関係が表された図である。

【図６】窒化物半導体レーザ素子の電流狭窄部分が膜
付きマスク基板上に作製され得る、好ましい作製領域が
表された模式図である。

【図７】マスク基板に窒化物半導体膜が被覆される様
を表した図であり、そのうち（ａ）は｛１１−２０｝フ
ァセット面から窒化物半導体が成長する様子を示す図
で、（ｂ）は窪み部分が窒化物半導体膜で被覆される様
子を示す図である。

【図８】リッジストライプ部を有する窒化物半導体レ
ーザ素子チップである（ｎ電極とｐ電極は、互いに対向
する位置に配置される）。

【図９】電流阻止層を有する窒化物半導体レーザ素子
チップの一例である。

【図１０】本発明を用いた半導体光学装置の一例であ
る（光ピックアップ装置）。

【符号の説明】

１００膜付きマスク基板、１０１ＧａＮ基板、１０
２ｎ型Ａｌ_0.03Ｇａ _0.97Ｎ膜、１０３ｎ型Ｉｎ_0.07
Ｇａ_0.93Ｎクラック防止層、１０４ｎ型Ａｌ _0.1Ｇａ
_0.9Ｎクラッド層、１０５ｎ型ＧａＮ光ガイド層、１
０６発光層、１０７ｐ型Ａｌ_0.2Ｇａ_0.8Ｎキャリア
ブロック層、１０８ｐ型ＧａＮ光ガイド層、１０９
ｐ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎクラッド層、１１０ｐ型ＧａＮ
コンタクト層、１１１ｎ電極、１１２ｐ電極、１１
３ＳｉＯ₂誘電体膜、１１４ｎ型電極パッド、１２
０電流阻止層、２００マスク。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】窒化物半導体基板に積層された窒化物半
導体層に、もしくは窒化物半導体基板に、窒化物半導体がエピタキシャル成長を抑制する成長抑制
膜から構成されるストライプ状のマスクと、前記マスクが形成されていないストライプ状の窓部と、
を有するマスク基板があって、前記マスク基板を被覆する窒化物半導体膜と、少なくともｎ型層とｐ型層とによって挟まれた、井戸層
または井戸層と障壁層とから構成された発光層を有する
発光素子構造とを、前記マスク基板上に順次成長させ、前記マスクにおける幅方向の中央をマスク中央とし、前記窓部における幅方向の中央を窓部中央とし、前記マスクのストライプ方向に向かって前記マスク中央
から左右に１μｍ未満を除く領域、かつ前記窓部のストライプ方向に向かって前記窓部中央
から左右に１μｍ未満を除く領域に、前記発光素子構造の電流狭窄部分が作製されることを特
徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項２】窒化物半導体基板に積層された窒化物半
導体層に、もしくは窒化物半導体基板に、前記マスクと前記窓部とが形成されたマスク基板があっ
て、前記マスク基板を被覆する窒化物半導体膜と、前記発光
素子構造とを、前記マスク基板上に順次成長させ、前記マスクの上方の領域であって、なおかつ前記マスクのストライプ方向に向かって前記マ
スク中央から左右に１μｍ以上の領域に、前記発光素子構造の電流狭窄部分が作製されることを特
徴とする請求項１記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項３】窒化物半導体基板に積層された窒化物半
導体層に、もしくは窒化物半導体基板に、前記マスクと前記窓部とが形成されたマスク基板があっ
て、前記マスク基板を被覆する窒化物半導体膜と、前記発光
素子構造とを、前記マスク基板上に順次成長させ、前記マスクの上方の領域と前記窓部の上方の領域とに跨
るようにして前記発光素子構造の電流狭窄部分が作製さ
れることを特徴とする請求項１記載の窒化物半導体レー
ザ素子。
【請求項４】前記マスクの幅が５μｍ以上３０μｍ以
下であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに
記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項５】前記窓部の幅が２μｍ以上２０μｍ以下
であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記
載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項６】前記マスクの幅が前記窓部幅よりも広い
ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の窒
化物半導体レーザ素子。
【請求項７】前記窒化物半導体膜が少なくともＡ_xＧ
ａ_1-xＮ（Ａｌ組成比ｘは０．０１以上０．１５以下）
から構成されることを特徴する請求項１から３のいずれ
かに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項８】前記窒化物半導体膜がＩｎ_xＧａ_1-xＮ
（Ｉｎ組成比ｘは０．０１以上０．１８以下）から構成
されることを特徴する請求項１から３のいずれかに記載
の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項９】Ａｓ、ＰもしくはＳｂの元素群のうち少
なくともいずれかの元素が、前記井戸層に含有されるこ
とを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の窒化
物半導体レーザ素子。
【請求項１０】前記窒化物半導体基板は、Ｓｉ、Ｏ、
Ｃｌ、Ｓ、Ｃ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、ＭｇもしくはＢｅの
不純物群のうち、少なくともいずれかの不純物が添加さ
れていて、その不純物の総添加量が５×１０¹⁷／ｃｍ³
以上５×１０¹ ⁸／ｃｍ³以下であることを特徴とする請
求項１記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１１】請求項１から１０のいずれかに記載の
窒化物半導体レーザ素子を利用した半導体光学装置。