JP2002261395A - 半導体発光素子およびその製造方法ならびに半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体発光素子およびその製造方法ならびに半導体装置およびその製造方法Info
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Abstract
変化が極めて少なく、発光むらも極めて少ない、窒化物
系III−V族化合物半導体を用いた半導体発光素子を
実現する。 【解決手段】 窒化物系III−V族化合物半導体を用
いた半導体発光素子において、InおよびGaを含む第
1の窒化物系III−V族化合物半導体、例えばInG
aNからなる活性層7と、第1の窒化物系III−V族
化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化
物系III−V族化合物半導体、例えばInGaNから
なる中間層8と、AlおよびGaを含む第3の窒化物系
III−V族化合物半導体、例えばp型AlGaNから
なるキャップ層8とを順次接触して積層する。
Description
およびその製造方法ならびに半導体装置およびその製造
方法に関し、特に、窒化物系III−V族化合物半導体
を用いた半導体レーザや発光ダイオードあるいは電子走
行素子に適用して好適なものである。
る青色領域から紫外線領域におよぶ発光が可能な半導体
レーザとして、AlGaInNなどの窒化物系III−
V族化合物半導体を用いた半導体レーザの研究開発が盛
んに行われている。
用いた半導体レーザとして、特許第2780691号お
よび特許第2735057号に開示されたものがある。
前者の半導体レーザは、InおよびGaを含む窒化物半
導体よりなり、第1および第2の面を有する量子井戸構
造の活性層を備え、この活性層の第1の面に接してIn
x Ga1-x N(0≦x<1)よりなるn型窒化物半導体
層を備え、活性層の第2の面に接してAly Ga1-y N
(0<y<1)よりなるp型窒化物半導体層を備えてい
る。また、後者の半導体レーザは、InおよびGaを含
む窒化物半導体よりなり、第1および第2の面を有する
活性層と、この活性層の第2の面側に設けられたp型G
aNよりなるp型コンタクト層との間に、活性層よりも
バンドギャップエネルギーが大きく、かつInおよびG
aを含むp型窒化物半導体よりなる第1のp型クラッド
層を備え、この第1のp型クラッド層が活性層の第2の
面に接して形成されている。
者の検討によれば、上記の特許第2780691号に開
示された技術により半導体レーザを製造した場合には、
レーザの寿命試験において初期劣化率が高く、時間の増
加とともに動作電流が徐々に増大する傾向が見られた。
また、エレクトロルミネッセンス発光においても、顕著
な発光むらが観測された。一方、上記の特許第2735
057号に開示された技術により製造した半導体レーザ
では、さらに顕著な初期劣化率の増大が見られた。
課題は、初期劣化率が十分に低くて長寿命で、動作電流
の経時変化が極めて少なく、発光むらも極めて少ない、
窒化物系III−V族化合物半導体を用いた半導体発光
素子およびそのような半導体発光素子を容易に製造する
ことができる半導体発光素子の製造方法を提供すること
にある。
する課題は、長寿命で経時変化も極めて少ない、窒化物
系III−V族化合物半導体を用いた半導体装置および
そのような半導体装置を容易に製造することができる半
導体装置の製造方法を提供することにある。
光導波層の結晶性を良好とすることができることにより
長寿命で、しかも特に半導体レーザでは遠視野像におけ
る光強度分布の対称性が高く、放射角(ビーム拡がり
角)のアスペクト比の低減を図ることができる、窒化物
系III−V族化合物半導体を用いた半導体発光素子お
よびそのような半導体発光素子を容易に製造することが
できる半導体発光素子の製造方法を提供することにあ
る。
する他の課題は、長寿命で特性の良好な、窒化物系II
I−V族化合物半導体を用いた半導体装置およびそのよ
うな半導体装置を容易に製造することができる半導体装
置の製造方法を提供することにある。
解決するために鋭意検討を行った。その概要について説
明すると、次のとおりである。窒化物系III−V族化
合物半導体を用いた半導体レーザにおいては、一般的
に、InGaNなどからなる活性層上に1000℃程度
の高い成長温度でp型光導波層やp型クラッド層を成長
させる際に、活性層からのInの脱離による劣化を防止
したり、活性層に注入される電子のオーバーフローを防
止したりするために、活性層を成長させた後にAl組成
が約0.2程度と高い厚さ20nm程度のp型AlGa
Nからなるキャップ層を活性層と同じ温度で成長させ、
その後に成長温度を上げてp型光導波層やp型クラッド
層を成長させるようにしている。ところが、本発明者の
知見によれば、この構造では、Inの脱離による活性層
の劣化は抑えられるものの、キャップ層と活性層との格
子定数差がかなり大きいため、キャップ層に接している
活性層に大きな応力が発生し、これが活性層の劣化の原
因となる。また、p型層のp型ドーパントとしてはMg
が一般的に用いられているが、このp型層中のMgが活
性層に拡散することも、活性層の劣化の原因となる。
層とキャップ層との間にInGaNなどのInおよびG
aを含む窒化物系III−V族化合物半導体層を介在さ
せることにより、これらの問題を一挙に解決することが
できることを見い出した。さらに検討を行った結果、多
重量子井戸構造の活性層の最上層の障壁層を成長させた
後、In原料の流量を同一に保って、InGaNなどの
Inを含む窒化物系III−V族化合物半導体を成長さ
せる場合、そのIn量を成長温度で良好に制御すること
ができることを見い出した。そして、これを利用すれ
ば、InGaNなどのInを含む窒化物系III−V族
化合物半導体を成長させる場合、成長中に成長温度を上
昇させることが可能となり、それによってキャップ層の
成長温度を高くすることができることにより結晶性がよ
り向上することから、キャップ層の厚さをより小さくす
ることができ、最も顕著な場合には、活性層からのIn
の離脱を防止する目的だけに限ると、キャップ層を設け
る必要さえなくすことができる。
り具体的には活性層とp型クラッド層との間のどの位置
に設けるかについては、まだ改善の余地がある。そこ
で、キャップ層を設ける位置の最適化を、設計の自由度
の確保を考慮しつつ行った。その結果、光導波層の結晶
性を良好にしたり、遠視野像における光強度分布の対称
性の向上を図ったりする観点から、いくつかの最適位置
を見い出した。さらに、キャップ層を設ける位置の最適
化に加えて、活性層に接して上述のInGaNなどのI
nおよびGaを含む窒化物系III−V族化合物半導体
層を設けることにより、様々な効果を得ることができる
ことを見い出した。
様な層構造を有する限り、発光ダイオードやトランジス
タのような電子走行素子などの半導体装置全般に有効と
考えられる。この発明は、本発明者による以上の検討に
基づいてさらに検討を行った結果、案出されたものであ
る。
の発明の第1の発明は、InおよびGaを含む第1の窒
化物系III−V族化合物半導体からなる活性層と、活
性層に接した、第1の窒化物系III−V族化合物半導
体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる中間層と、中間層に接し
た、AlおよびGaを含む第3の窒化物系III−V族
化合物半導体からなるキャップ層とを有することを特徴
とする半導体発光素子である。
を含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体からな
る活性層と、活性層に接した、第1の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2の
窒化物系III−V族化合物半導体からなる中間層と、
中間層に接した、光導波層またはクラッド層として用い
られるGaを含む第5の窒化物系III−V族化合物半
導体からなるp型層とを有することを特徴とする半導体
発光素子である。
を含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体からな
る活性層と、活性層に接した、第1の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2の
窒化物系III−V族化合物半導体からなる中間層と、
中間層に接したAlおよびGaを含む第3の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなるキャップ層とを有する
半導体発光素子の製造方法であって、活性層を成長させ
た後、成長温度を上昇させながら中間層を成長させるよ
うにしたことを特徴とするものである。
を含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体からな
る活性層と、活性層に接した、第1の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2の
窒化物系III−V族化合物半導体からなる中間層と、
中間層に接した、光導波層またはクラッド層として用い
られるGaを含む第5の窒化物系III−V族化合物半
導体からなるp型層とを有する半導体発光素子の製造方
法であって、活性層を成長させた後、成長温度を上昇さ
せながら中間層を成長させるようにしたことを特徴とす
るものである。
を含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体からな
る層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層に接した、第1の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる中間層と、中間層に接し
た、AlおよびGaを含む第3の窒化物系III−V族
化合物半導体からなるキャップ層とを有することを特徴
とする半導体装置である。
を含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体からな
る層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層に接した、第1の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる中間層と、中間層に接し
た、Gaを含む第5の窒化物系III−V族化合物半導
体からなるp型層とを有することを特徴とする半導体装
置である。
を含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体からな
る層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層に接した、第1の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる中間層と、中間層に接し
た、AlおよびGaを含む第3の窒化物系III−V族
化合物半導体からなるキャップ層とを有する半導体装置
の製造方法であって、第1の窒化物系III−V族化合
物半導体からなる層を成長させた後、成長温度を上昇さ
せながら中間層を成長させるようにしたことを特徴とす
るものである。
を含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体からな
る層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層に接した、第1の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる中間層と、中間層に接し
た、Gaを含む第5の窒化物系III−V族化合物半導
体からなるp型層とを有する半導体装置の製造方法であ
って、第1の窒化物系III−V族化合物半導体からな
る層を成長させた後、成長温度を上昇させながら中間層
を成長させるようにしたことを特徴とするものである。
第1の窒化物系III−V族化合物半導体および第2の
窒化物系III−V族化合物半導体は、InおよびGa
以外のIII族元素、例えばAlやBなどを含むことも
あり、V族元素としてAsやPなどを含むこともある。
また、AlおよびGaを含む第3の窒化物系III−V
族化合物半導体は、AlおよびGa以外のIII族元
素、例えばInやBなどを含むこともあり、V族元素と
してAsやPなどを含むこともある。また、Gaを含む
第4の窒化物系III−V族化合物半導体および第5の
窒化物系III−V族化合物半導体は、Ga以外のII
I族元素、例えばInやAlやBなどを含むこともあ
り、V族元素としてAsやPなどを含むこともある。
V族化合物半導体は、典型的には、Inx Ga1-x N
(ただし、0≦x<1)である。中間層は、典型的には
アンドープであり、通常n型である。キャップ層を構成
する第3の窒化物系III−V族化合物半導体は、典型
的には、Aly Ga1-y N(ただし、0≦y<1)であ
る。キャップ層を設けることによる効果を十分に得る観
点から、好適にはキャップ層の厚さは2nm以上とす
る。一方、キャップ層の厚さが大きすぎると、その組成
によっては結晶性が劣化することから、これを防止する
ために、好適にはキャップ層の厚さは10nm以下とす
る。キャップ層に接した、Gaを含む第4の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなるp型層を有することも
あり、このp型層を構成する第4の窒化物系III−V
族化合物半導体は、例えば、GaNまたはInz Ga
1-z N(ただし、0≦z<1)である。
からなる活性層または第1の窒化物系III−V族化合
物半導体からなる層は、典型的には、井戸層と障壁層と
からなる多重量子井戸構造を有し、中間層のIn組成は
障壁層のIn組成と同じか、または、より小さい。In
組成の分布は各種のものであってよいが、成長温度を徐
々に上昇させながら中間層を成長させることにより、第
1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる活性層
または第1の窒化物系III−V族化合物半導体からな
る層から離れるにしたがってIn組成が徐々に減少する
中間層を得ることができる。典型的には、中間層に含ま
れるInは、5×1019cm-3以下である。中間層の厚
さは、その組成の選択との兼ね合いで、この中間層によ
る活性層または第1の窒化物系III−V族化合物半導
体層の劣化防止効果を有効に得ることができるように決
定されるが、一般的には8nm以上、好適には10nm
以上に選ばれる。
からなるp型層中には、典型的にはInが1×1017c
m-3以上5×1019cm-3以下含まれる。窒化物系II
I−V族化合物半導体層を成長させる基板としては、種
々のものを用いることができ、具体的には、サファイア
基板、SiC基板、Si基板、GaAs基板、GaP基
板、InP基板、スピネル基板、酸化シリコン基板など
のほか、厚いGaN層などの窒化物系III−V族化合
物半導体層からなる基板を用いてもよい。
方法としては、例えば、有機金属化学気相成長(MOC
VD)、ハイドライド気相エピタキシャル成長またはハ
ライド気相エピタキシャル成長(HVPE)などを用い
ることができる。半導体装置は、具体的には、例えば、
半導体レーザや発光ダイオードのような発光素子あるい
はFETやヘテロ接合バイポーラトランジスタなどの電
子走行素子である。
を含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体からな
る活性層と、活性層に接した、Gaを含む第6の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる光導波層と、光導
波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなるキャップ層と、キャッ
プ層に接した、第3の窒化物系III−V族化合物半導
体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系III
−V族化合物半導体からなるp型クラッド層とを有する
ことを特徴とする半導体発光素子である。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、第1の窒化物系III
−V族化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2
の窒化物系III−V族化合物半導体からなる中間層
と、中間層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる光導波層と、光導波層に接
した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系III−V
族化合物半導体からなるキャップ層と、キャップ層に接
した、第3の窒化物系III−V族化合物半導体と異な
るAlおよびGaを含む第7の窒化物系III−V族化
合物半導体からなるp型クラッド層とを有することを特
徴とする半導体発光素子である。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、Gaを含む第8の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる第1の光導波層
と、第1の光導波層に接した、AlおよびGaを含む第
3の窒化物系III−V族化合物半導体からなるキャッ
プ層と、キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる第2の光導波層
と、第2の光導波層に接した、第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型クラッ
ド層とを有することを特徴とする半導体発光素子であ
る。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、第1の窒化物系III
−V族化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2
の窒化物系III−V族化合物半導体からなる中間層
と、中間層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる第1の光導波層と、第1の
光導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物
系III−V族化合物半導体からなるキャップ層と、キ
ャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系III−
V族化合物半導体からなる第2の光導波層と、第2の光
導波層に接した、第3の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるp型クラッド層とを有す
ることを特徴とする半導体発光素子である。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、Gaを含む第8の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる第1の光導波層
と、第1の光導波層に接した、AlおよびGaを含む第
3の窒化物系III−V族化合物半導体により障壁層が
形成された超格子からなるキャップ層と、キャップ層に
接した、Gaを含む第9の窒化物系III−V族化合物
半導体からなる第2の光導波層と、第2の光導波層に接
した、第3の窒化物系III−V族化合物半導体と異な
るAlおよびGaを含む第7の窒化物系III−V族化
合物半導体からなるp型クラッド層とを有することを特
徴とする半導体発光素子である。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、第1の窒化物系III
−V族化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2
の窒化物系III−V族化合物半導体からなる中間層
と、中間層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる第1の光導波層と、第1の
光導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物
系III−V族化合物半導体により障壁層が形成された
超格子からなるキャップ層と、キャップ層に接した、G
aを含む第9の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる第2の光導波層と、第2の光導波層に接した、第3
の窒化物系III−V族化合物半導体と異なるAlおよ
びGaを含む第7の窒化物系III−V族化合物半導体
からなるp型クラッド層とを有することを特徴とする半
導体発光素子である。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、Gaを含む第6の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる光導波層と、光
導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系
III−V族化合物半導体により障壁層が形成された超
格子からなるキャップ層と、キャップ層に接した、第3
の窒化物系III−V族化合物半導体と異なるAlおよ
びGaを含む第7の窒化物系III−V族化合物半導体
からなるp型クラッド層とを有することを特徴とする半
導体発光素子である。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、第1の窒化物系III
−V族化合物半導体と異なるInおよびGaを含む中間
層と、中間層に接した、Gaを含む第6の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる光導波層と、光導波層に
接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系III−
V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子から
なるキャップ層と、キャップ層に接した、第3の窒化物
系III−V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを
含む第7の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
p型クラッド層とを有することを特徴とする半導体発光
素子である。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、Gaを含む第6の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる光導波層と、光
導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系
III−V族化合物半導体からなるキャップ層と、キャ
ップ層に接した、第3の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるp型クラッド層とを有す
る半導体発光素子の製造方法であって、活性層、光導波
層およびキャップ層は、実質的に水素を含まず、窒素を
主成分とするキャリアガス雰囲気中で成長させ、p型ク
ラッド層は、窒素と水素とを主成分とするキャリアガス
雰囲気中で成長させるようにしたことを特徴とするもの
である。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、Gaを含む第6の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる光導波層と、光
導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系
III−V族化合物半導体からなるキャップ層と、キャ
ップ層に接した、第3の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるp型クラッド層とを有す
る半導体発光素子の製造方法であって、活性層、光導波
層およびキャップ層をp型クラッド層の成長温度よりも
低い成長温度で成長させるようにしたことを特徴とする
ものである。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、第1の窒化物系III
−V族化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2
の窒化物系III−V族化合物半導体からなる中間層
と、中間層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる光導波層と、光導波層に接
した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系III−V
族化合物半導体からなるキャップ層と、キャップ層に接
した、第3の窒化物系III−V族化合物半導体と異な
るAlおよびGaを含む第7の窒化物系III−V族化
合物半導体からなるp型クラッド層とを有する半導体発
光素子の製造方法であって、活性層、中間層、光導波層
およびキャップ層は、実質的に水素を含まず、窒素を主
成分とするキャリアガス雰囲気中で成長させ、p型クラ
ッド層は、窒素と水素とを主成分とするキャリアガス雰
囲気中で成長させるようにしたことを特徴とするもので
ある。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、第1の窒化物系III
−V族化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2
の窒化物系III−V族化合物半導体からなる中間層
と、中間層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる光導波層と、光導波層に接
した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系III−V
族化合物半導体からなるキャップ層と、キャップ層に接
した、第3の窒化物系III−V族化合物半導体と異な
るAlおよびGaを含む第7の窒化物系III−V族化
合物半導体からなるp型クラッド層とを有する半導体発
光素子の製造方法であって、活性層、中間層、光導波層
およびキャップ層をp型クラッド層の成長温度よりも低
い成長温度で成長させるようにしたことを特徴とするも
のである。ここで、典型的には、活性層および中間層
は、光導波層およびキャップ層の成長温度よりも低い成
長温度で成長させる。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、Gaを含む第8の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる第1の光導波層
と、第1の光導波層に接した、AlおよびGaを含む第
3の窒化物系III−V族化合物半導体からなるキャッ
プ層と、キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる第2の光導波層
と、第2の光導波層に接した、第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型クラッ
ド層とを有する半導体発光素子の製造方法であって、活
性層、第1の光導波層およびキャップ層は、実質的に水
素を含まず、窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気中
で成長させ、第2の光導波層およびp型クラッド層は、
窒素と水素とを主成分とするキャリアガス雰囲気中で成
長させるようにしたことを特徴とするものである。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、Gaを含む第8の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる第1の光導波層
と、第1の光導波層に接した、AlおよびGaを含む第
3の窒化物系III−V族化合物半導体からなるキャッ
プ層と、キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる第2の光導波層
と、第2の光導波層に接した、第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型クラッ
ド層とを有する半導体発光素子の製造方法であって、活
性層、第1の光導波層およびキャップ層を第2の光導波
層およびp型クラッド層の成長温度よりも低い成長温度
で成長させるようにしたことを特徴とするものである。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、第1の窒化物系III
−V族化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2
の窒化物系III−V族化合物半導体からなる中間層
と、中間層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる第1の光導波層と、第1の
光導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物
系III−V族化合物半導体からなるキャップ層と、キ
ャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系III−
V族化合物半導体からなる第2の光導波層と、第2の光
導波層に接した、第3の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるp型クラッド層とを有す
る半導体発光素子の製造方法であって、活性層、中間
層、第1の光導波層およびキャップ層は、実質的に水素
を含まず、窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気中で
成長させ、第2の光導波層およびp型クラッド層は、窒
素と水素とを主成分とするキャリアガス雰囲気中で成長
させるようにしたことを特徴とするものである。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、第1の窒化物系III
−V族化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2
の窒化物系III−V族化合物半導体からなる中間層
と、中間層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる第1の光導波層と、第1の
光導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物
系III−V族化合物半導体からなるキャップ層と、キ
ャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系III−
V族化合物半導体からなる第2の光導波層と、第2の光
導波層に接した、第3の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるp型クラッド層とを有す
る半導体発光素子の製造方法であって、活性層、中間
層、第1の光導波層およびキャップ層を第2の光導波層
およびp型クラッド層の成長温度よりも低い成長温度で
成長させるようにしたことを特徴とするものである。こ
こで、典型的には、活性層は、中間層、第1の光導波層
およびキャップ層の成長温度よりも低い成長温度で成長
させる。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、Gaを含む第8の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる第1の光導波層
と、第1の光導波層に接した、AlおよびGaを含む第
3の窒化物系III−V族化合物半導体により障壁層が
形成された超格子からなるキャップ層と、キャップ層に
接した、Gaを含む第9の窒化物系III−V族化合物
半導体からなる第2の光導波層と、第2の光導波層に接
した、第3の窒化物系III−V族化合物半導体と異な
るAlおよびGaを含む第7の窒化物系III−V族化
合物半導体からなるp型クラッド層とを有する半導体発
光素子の製造方法であって、活性層、第1の光導波層お
よびキャップ層は、実質的に水素を含まず、窒素を主成
分とするキャリアガス雰囲気中で成長させ、第2の光導
波層およびp型クラッド層は、窒素と水素とを主成分と
するキャリアガス雰囲気中で成長させるようにしたこと
を特徴とするものである。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、Gaを含む第8の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる第1の光導波層
と、第1の光導波層に接した、AlおよびGaを含む第
3の窒化物系III−V族化合物半導体により障壁層が
形成された超格子からなるキャップ層と、キャップ層に
接した、Gaを含む第9の窒化物系III−V族化合物
半導体からなる第2の光導波層と、第2の光導波層に接
した、第3の窒化物系III−V族化合物半導体と異な
るAlおよびGaを含む第7の窒化物系III−V族化
合物半導体からなるp型クラッド層とを有する半導体発
光素子の製造方法であって、活性層、第1の光導波層お
よびキャップ層を第2の光導波層およびp型クラッド層
の成長温度よりも低い成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とするものである。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、第1の窒化物系III
−V族化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2
の窒化物系III−V族化合物半導体からなる中間層
と、中間層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる第1の光導波層と、第1の
光導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物
系III−V族化合物半導体により障壁層が形成された
超格子からなるキャップ層と、キャップ層に接した、G
aを含む第9の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる第2の光導波層と、第2の光導波層に接した、第3
の窒化物系III−V族化合物半導体と異なるAlおよ
びGaを含む第7の窒化物系III−V族化合物半導体
からなるp型クラッド層とを有する半導体発光素子の製
造方法であって、活性層、中間層、第1の光導波層およ
びキャップ層は、実質的に水素を含まず、窒素を主成分
とするキャリアガス雰囲気中で成長させ、第2の光導波
層およびp型クラッド層は、窒素と水素とを主成分とす
るキャリアガス雰囲気中で成長させるようにしたことを
特徴とするものである。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、第1の窒化物系III
−V族化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2
の窒化物系III−V族化合物半導体からなる中間層
と、中間層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる第1の光導波層と、第1の
光導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物
系III−V族化合物半導体により障壁層が形成された
超格子からなるキャップ層と、キャップ層に接した、G
aを含む第9の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる第2の光導波層と、第2の光導波層に接した、第3
の窒化物系III−V族化合物半導体と異なるAlおよ
びGaを含む第7の窒化物系III−V族化合物半導体
からなるp型クラッド層とを有する半導体発光素子の製
造方法であって、活性層、中間層、第1の光導波層およ
びキャップ層を第2の光導波層およびp型クラッド層の
成長温度よりも低い成長温度で成長させるようにしたこ
とを特徴とするものである。ここで、典型的には、活性
層および中間層は、第1の光導波層およびキャップ層の
成長温度よりも低い成長温度で成長させる。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、Gaを含む第6の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる光導波層と、光
導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系
III−V族化合物半導体により障壁層が形成された超
格子からなるキャップ層と、キャップ層に接した、第3
の窒化物系III−V族化合物半導体と異なるAlおよ
びGaを含む第7の窒化物系III−V族化合物半導体
からなるp型クラッド層とを有する半導体発光素子の製
造方法であって、活性層、光導波層およびキャップ層
は、実質的に水素を含まず、窒素を主成分とするキャリ
アガス雰囲気中で成長させ、p型クラッド層は、窒素と
水素とを主成分とするキャリアガス雰囲気中で成長させ
るようにしたことを特徴とするものである。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、Gaを含む第6の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる光導波層と、光
導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系
III−V族化合物半導体により障壁層が形成された超
格子からなるキャップ層と、キャップ層に接した、第3
の窒化物系III−V族化合物半導体と異なるAlおよ
びGaを含む第7の窒化物系III−V族化合物半導体
からなるp型クラッド層とを有する半導体発光素子の製
造方法であって、活性層、光導波層およびキャップ層を
p型クラッド層の成長温度よりも低い成長温度で成長さ
せるようにしたことを特徴とするものである。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、第1の窒化物系III
−V族化合物半導体と異なるInおよびGaを含む中間
層と、中間層に接した、Gaを含む第6の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる光導波層と、光導波層に
接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系III−
V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子から
なるキャップ層と、キャップ層に接した、第3の窒化物
系III−V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを
含む第7の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
p型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法で
あって、活性層、中間層、光導波層およびキャップ層
は、実質的に水素を含まず、窒素を主成分とするキャリ
アガス雰囲気中で成長させ、p型クラッド層は、窒素と
水素とを主成分とするキャリアガス雰囲気中で成長させ
るようにしたことを特徴とするものである。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる活性層と、活性層に接した、第1の窒化物系III
−V族化合物半導体と異なるInおよびGaを含む中間
層と、中間層に接した、Gaを含む第6の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる光導波層と、光導波層に
接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系III−
V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子から
なるキャップ層と、キャップ層に接した、第3の窒化物
系III−V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを
含む第7の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
p型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法で
あって、活性層、中間層、光導波層およびキャップ層を
p型クラッド層の成長温度よりも低い成長温度で成長さ
せるようにしたことを特徴とするものである。ここで、
典型的には、活性層および中間層は、光導波層およびキ
ャップ層の成長温度よりも低い成長温度で成長させる。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III−
V族化合物半導体からなる層と、第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層に接した、AlおよびG
aを含む第3の窒化物系III−V族化合物半導体から
なるキャップ層と、キャップ層に接した、第3の窒化物
系III−V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを
含む第7の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
p型層とを有することを特徴とする半導体装置である。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、第1の窒化物系III−V族化合物
半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる中間層と、中間層に接
した、Gaを含む第6の窒化物系III−V族化合物半
導体からなる層と、第6の窒化物系III−V族化合物
半導体からなる層に接した、AlおよびGaを含む第3
の窒化物系III−V族化合物半導体からなるキャップ
層と、キャップ層に接した、第3の窒化物系III−V
族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒
化物系III−V族化合物半導体からなるp型層とを有
することを特徴とする半導体装置である。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III−
V族化合物半導体からなる層と、第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層に接した、AlおよびG
aを含む第3の窒化物系III−V族化合物半導体から
なるキャップ層と、キャップ層に接した、Gaを含む第
9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる層と、
第9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる層に
接した、第3の窒化物系III−V族化合物半導体と異
なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系III−V族
化合物半導体からなるp型層とを有することを特徴とす
る半導体装置である。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、第1の窒化物系III−V族化合物
半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる中間層と、中間層に接
した、Gaを含む第8の窒化物系III−V族化合物半
導体からなる層と、第8の窒化物系III−V族化合物
半導体からなる層に接した、AlおよびGaを含む第3
の窒化物系III−V族化合物半導体からなるキャップ
層と、キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系
III−V族化合物半導体からなる層と、第9の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層に接した、第3
の窒化物系III−V族化合物半導体と異なるAlおよ
びGaを含む第7の窒化物系III−V族化合物半導体
からなるp型層とを有することを特徴とする半導体装置
である。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III−
V族化合物半導体からなる層と、第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層に接した、AlおよびG
aを含む第3の窒化物系III−V族化合物半導体によ
り障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と、キ
ャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系III−
V族化合物半導体からなる層と、第9の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層に接した、第3の窒化物
系III−V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを
含む第7の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
p型層とを有することを特徴とする半導体装置である。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、第1の窒化物系III−V族化合物
半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる中間層と、中間層に接
した、Gaを含む第8の窒化物系III−V族化合物半
導体からなる層と、第8の窒化物系III−V族化合物
半導体からなる層に接した、AlおよびGaを含む第3
の窒化物系III−V族化合物半導体により障壁層が形
成された超格子からなるキャップ層と、キャップ層に接
した、Gaを含む第9の窒化物系III−V族化合物半
導体からなる層と、第9の窒化物系III−V族化合物
半導体からなる層に接した、第3の窒化物系III−V
族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒
化物系III−V族化合物半導体からなるp型層とを有
することを特徴とする半導体装置である。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III−
V族化合物半導体からなる層と、第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層に接した、AlおよびG
aを含む第3の窒化物系III−V族化合物半導体によ
り障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と、キ
ャップ層に接した、第3の窒化物系III−V族化合物
半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなるp型層とを有すること
を特徴とする半導体装置である。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、第1の窒化物系III−V族化合物
半導体と異なるInおよびGaを含む中間層と、中間層
に接した、Gaを含む第6の窒化物系III−V族化合
物半導体からなる層と、第6の窒化物系III−V族化
合物半導体からなる層に接した、AlおよびGaを含む
第3の窒化物系III−V族化合物半導体により障壁層
が形成された超格子からなるキャップ層と、キャップ層
に接した、第3の窒化物系III−V族化合物半導体と
異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系III−V
族化合物半導体からなるp型層とを有することを特徴と
する半導体装置である。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III−
V族化合物半導体からなる層と、第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層に接した、AlおよびG
aを含む第3の窒化物系III−V族化合物半導体から
なるキャップ層と、キャップ層に接した、第3の窒化物
系III−V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを
含む第7の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
p型層とを有する半導体装置の製造方法であって、第1
の窒化物系III−V族化合物半導体からなる層、第6
の窒化物系III−V族化合物半導体からなる層および
キャップ層は、実質的に水素を含まず、窒素を主成分と
するキャリアガス雰囲気中で成長させ、p型層は、窒素
と水素とを主成分とするキャリアガス雰囲気中で成長さ
せるようにしたことを特徴とするものである。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III−
V族化合物半導体からなる層と、第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層に接した、AlおよびG
aを含む第3の窒化物系III−V族化合物半導体から
なるキャップ層と、キャップ層に接した、第3の窒化物
系III−V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを
含む第7の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
p型層とを有する半導体装置の製造方法であって、第1
の窒化物系III−V族化合物半導体からなる層、第6
の窒化物系III−V族化合物半導体からなる層および
上記キャップ層をp型層の成長温度よりも低い成長温度
で成長させるようにしたことを特徴とするものである。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、第1の窒化物系III−V族化合物
半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる中間層と、中間層に接
した、Gaを含む第6の窒化物系III−V族化合物半
導体からなる層と、第6の窒化物系III−V族化合物
半導体からなる層に接した、AlおよびGaを含む第3
の窒化物系III−V族化合物半導体からなるキャップ
層と、キャップ層に接した、第3の窒化物系III−V
族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒
化物系III−V族化合物半導体からなるp型層とを有
する半導体装置の製造方法であって、第1の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる層、中間層、第6の窒
化物系III−V族化合物半導体からなる層およびキャ
ップ層は、実質的に水素を含まず、窒素を主成分とする
キャリアガス雰囲気中で成長させ、p型層は、窒素と水
素とを主成分とするキャリアガス雰囲気中で成長させる
ようにしたことを特徴とするものである。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、第1の窒化物系III−V族化合物
半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる中間層と、中間層に接
した、Gaを含む第6の窒化物系III−V族化合物半
導体からなる層と、第6の窒化物系III−V族化合物
半導体からなる層に接した、AlおよびGaを含む第3
の窒化物系III−V族化合物半導体からなるキャップ
層と、キャップ層に接した、第3の窒化物系III−V
族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒
化物系III−V族化合物半導体からなるp型層とを有
する半導体装置の製造方法であって、第1の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる層、中間層、第6の窒
化物系III−V族化合物半導体からなる層およびキャ
ップ層をp型層の成長温度よりも低い成長温度で成長さ
せるようにしたことを特徴とするものである。ここで、
典型的には、第1の窒化物系III−V族化合物半導体
からなる層および中間層は、第6の窒化物系III−V
族化合物半導体からなる層およびキャップ層の成長温度
よりも低い成長温度で成長させる。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III−
V族化合物半導体からなる層と、第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層に接した、AlおよびG
aを含む第3の窒化物系III−V族化合物半導体から
なるキャップ層と、キャップ層に接した、Gaを含む第
9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる層と、
第9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる層に
接した、第3の窒化物系III−V族化合物半導体と異
なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系III−V族
化合物半導体からなるp型層とを有する半導体装置の製
造方法であって、第1の窒化物系III−V族化合物半
導体からなる層、第8の窒化物系III−V族化合物半
導体からなる層およびキャップ層は、実質的に水素を含
まず、窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気中で成長
させ、第9の窒化物系III−V族化合物半導体からな
る層およびp型層は、窒素と水素とを主成分とするキャ
リアガス雰囲気中で成長させるようにしたことを特徴と
するものである。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III−
V族化合物半導体からなる層と、第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層に接した、AlおよびG
aを含む第3の窒化物系III−V族化合物半導体から
なるキャップ層と、キャップ層に接した、Gaを含む第
9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる層と、
第9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる層に
接した、第3の窒化物系III−V族化合物半導体と異
なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系III−V族
化合物半導体からなるp型層とを有する半導体装置の製
造方法であって、第1の窒化物系III−V族化合物半
導体からなる層、第8の窒化物系III−V族化合物半
導体からなる層およびキャップ層を第9の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる層およびp型層の成長温
度よりも低い成長温度で成長させるようにしたことを特
徴とするものである。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、第1の窒化物系III−V族化合物
半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる中間層と、中間層に接
した、Gaを含む第8の窒化物系III−V族化合物半
導体からなる層と、第8の窒化物系III−V族化合物
半導体からなる層に接した、AlおよびGaを含む第3
の窒化物系III−V族化合物半導体からなるキャップ
層と、キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系
III−V族化合物半導体からなる層と、第9の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層に接した、第3
の窒化物系III−V族化合物半導体と異なるAlおよ
びGaを含む第7の窒化物系III−V族化合物半導体
からなるp型層とを有する半導体装置の製造方法であっ
て、第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層、中間層、第8の窒化物系III−V族化合物半導体
からなる層およびキャップ層は、実質的に水素を含ま
ず、窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気中で成長さ
せ、第9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層およびp型層は、窒素と水素とを主成分とするキャリ
アガス雰囲気中で成長させるようにしたことを特徴とす
るものである。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、第1の窒化物系III−V族化合物
半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる中間層と、中間層に接
した、Gaを含む第8の窒化物系III−V族化合物半
導体からなる層と、第8の窒化物系III−V族化合物
半導体からなる層に接した、AlおよびGaを含む第3
の窒化物系III−V族化合物半導体からなるキャップ
層と、キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系
III−V族化合物半導体からなる層と、第9の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層に接した、第3
の窒化物系III−V族化合物半導体と異なるAlおよ
びGaを含む第7の窒化物系III−V族化合物半導体
からなるp型層とを有する半導体装置の製造方法であっ
て、第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層、中間層、第8の窒化物系III−V族化合物半導体
からなる層およびキャップ層を第9の窒化物系III−
V族化合物半導体からなる層およびp型層の成長温度よ
りも低い成長温度で成長させるようにしたことを特徴と
するものである。ここで、典型的には、第1の窒化物系
III−V族化合物半導体からなる層は、中間層、第8
の窒化物系III−V族化合物半導体からなる層および
キャップ層の成長温度よりも低い成長温度で成長させ
る。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III−
V族化合物半導体からなる層と、第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層に接した、AlおよびG
aを含む第3の窒化物系III−V族化合物半導体によ
り障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と、キ
ャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系III−
V族化合物半導体からなる層と、第9の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層に接した、第3の窒化物
系III−V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを
含む第7の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
p型層とを有する半導体装置の製造方法であって、第1
の窒化物系III−V族化合物半導体からなる層、第8
の窒化物系III−V族化合物半導体からなる層および
キャップ層は、実質的に水素を含まず、窒素を主成分と
するキャリアガス雰囲気中で成長させ、第9の窒化物系
III−V族化合物半導体からなる層およびp型クラッ
ド層は、窒素と水素とを主成分とするキャリアガス雰囲
気中で成長させるようにしたことを特徴とするものであ
る。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III−
V族化合物半導体からなる層と、第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層に接した、AlおよびG
aを含む第3の窒化物系III−V族化合物半導体によ
り障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と、キ
ャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系III−
V族化合物半導体からなる層と、第9の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層に接した、第3の窒化物
系III−V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを
含む第7の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
p型層とを有する半導体装置の製造方法であって、第1
の窒化物系III−V族化合物半導体からなる層、第8
の窒化物系III−V族化合物半導体からなる層および
上記キャップ層を第9の窒化物系III−V族化合物半
導体からなる層および上記p型層の成長温度よりも低い
成長温度で成長させるようにしたことを特徴とするもの
である。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、第1の窒化物系III−V族化合物
半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる中間層と、中間層に接
した、Gaを含む第8の窒化物系III−V族化合物半
導体からなる層と、第8の窒化物系III−V族化合物
半導体からなる層に接した、AlおよびGaを含む第3
の窒化物系III−V族化合物半導体により障壁層が形
成された超格子からなるキャップ層と、キャップ層に接
した、Gaを含む第9の窒化物系III−V族化合物半
導体からなる層と、第9の窒化物系III−V族化合物
半導体からなる層に接した、第3の窒化物系III−V
族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒
化物系III−V族化合物半導体からなるp型層とを有
する半導体装置の製造方法であって、第1の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる層、中間層、第8の窒
化物系III−V族化合物半導体からなる層およびキャ
ップ層は、実質的に水素を含まず、窒素を主成分とする
キャリアガス雰囲気中で成長させ、第9の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる層およびp型層は、窒素
と水素とを主成分とするキャリアガス雰囲気中で成長さ
せるようにしたことを特徴とするものである。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、第1の窒化物系III−V族化合物
半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる中間層と、中間層に接
した、Gaを含む第8の窒化物系III−V族化合物半
導体からなる層と、第8の窒化物系III−V族化合物
半導体からなる層に接した、AlおよびGaを含む第3
の窒化物系III−V族化合物半導体により障壁層が形
成された超格子からなるキャップ層と、キャップ層に接
した、Gaを含む第9の窒化物系III−V族化合物半
導体からなる層と、第9の窒化物系III−V族化合物
半導体からなる層に接した、第3の窒化物系III−V
族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒
化物系III−V族化合物半導体からなるp型層とを有
する半導体装置の製造方法であって、第1の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる層、中間層、第8の窒
化物系III−V族化合物半導体からなる層およびキャ
ップ層を第9の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層およびp型層の成長温度よりも低い成長温度で成
長させるようにしたことを特徴とするものである。ここ
で、典型的には、第1の窒化物系III−V族化合物半
導体からなる層および中間層は、第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層およびキャップ層よりも
低い成長温度で成長させる。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III−
V族化合物半導体からなる層と、第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層に接した、AlおよびG
aを含む第3の窒化物系III−V族化合物半導体によ
り障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と、キ
ャップ層に接した、第3の窒化物系III−V族化合物
半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなるp型層とを有する半導
体装置の製造方法であって、第1の窒化物系III−V
族化合物半導体からなる層、第6の窒化物系III−V
族化合物半導体からなる層およびキャップ層は、実質的
に水素を含まず、窒素を主成分とするキャリアガス雰囲
気中で成長させ、p型層は、窒素と水素とを主成分とす
るキャリアガス雰囲気中で成長させるようにしたことを
特徴とするものである。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III−
V族化合物半導体からなる層と、第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層に接した、AlおよびG
aを含む第3の窒化物系III−V族化合物半導体によ
り障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と、キ
ャップ層に接した、第3の窒化物系III−V族化合物
半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなるp型層とを有する半導
体装置の製造方法であって、第1の窒化物系III−V
族化合物半導体からなる層、第6の窒化物系III−V
族化合物半導体からなる層およびキャップ層をp型層の
成長温度よりも低い成長温度で成長させるようにしたこ
とを特徴とするものである。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、第1の窒化物系III−V族化合物
半導体と異なるInおよびGaを含む中間層と、中間層
に接した、Gaを含む第6の窒化物系III−V族化合
物半導体からなる層と、第6の窒化物系III−V族化
合物半導体からなる層に接した、AlおよびGaを含む
第3の窒化物系III−V族化合物半導体により障壁層
が形成された超格子からなるキャップ層と、キャップ層
に接した、第3の窒化物系III−V族化合物半導体と
異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系III−V
族化合物半導体からなるp型層とを有する半導体装置の
製造方法であって、第1の窒化物系III−V族化合物
半導体からなる層、中間層、第6の窒化物系III−V
族化合物半導体からなる層およびキャップ層は、実質的
に水素を含まず、窒素を主成分とするキャリアガス雰囲
気中で成長させ、p型層は、窒素と水素とを主成分とす
るキャリアガス雰囲気中で成長させるようにしたことを
特徴とするものである。
aを含む第1の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層と、第1の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層に接した、第1の窒化物系III−V族化合物
半導体と異なるInおよびGaを含む中間層と、中間層
に接した、Gaを含む第6の窒化物系III−V族化合
物半導体からなる層と、第6の窒化物系III−V族化
合物半導体からなる層に接した、AlおよびGaを含む
第3の窒化物系III−V族化合物半導体により障壁層
が形成された超格子からなるキャップ層と、キャップ層
に接した、第3の窒化物系III−V族化合物半導体と
異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系III−V
族化合物半導体からなるp型層とを有する半導体装置の
製造方法であって、第1の窒化物系III−V族化合物
半導体からなる層、中間層、第6の窒化物系III−V
族化合物半導体からなる層およびキャップ層をp型クラ
ッド層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるよう
にしたことを特徴とするものである。ここで、典型的に
は、第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層および中間層は、第6の窒化物系III−V族化合物
半導体からなる層およびキャップ層の成長温度よりも低
い成長温度で成長させる。
Gaを含む第6の窒化物系III−V族化合物半導体、
第8の窒化物系III−V族化合物半導体および第9の
窒化物系III−V族化合物半導体は、Ga以外のII
I族元素、例えばInやAlやBなどを含むこともあ
り、V族元素としてAsやPなどを含むこともある。ま
た、AlおよびGaを含む第7の窒化物系III−V族
化合物半導体は、AlおよびGa以外のIII族元素、
例えばInやBなどを含むこともあり、V族元素として
AsやPなどを含むこともある。
典型的には、キャップ層のバンドギャップはp型クラッ
ド層あるいはp型層のバンドギャップより大きい。キャ
ップ層を設けることによる効果を十分に得る観点から、
好適にはキャップ層の厚さは2nm以上とする。一方、
キャップ層の厚さが大きすぎると、その組成によっては
結晶性が劣化することから、これを防止するために、好
適にはキャップ層の厚さは20nm以下とする。また、
光導波層、第1の光導波層、第6の窒化物系III−V
族化合物半導体からなる層あるいは第8の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる層は、Mgなどのp型不
純物をドープするとアンドープの場合に比べてかえって
抵抗率が高くなることから、好適にはアンドープとす
る。アンドープの光導波層、第1の光導波層、第6の窒
化物系III−V族化合物半導体からなる層あるいは第
8の窒化物系III−V族化合物半導体からなる層は、
n型伝導性を示す。これらの光導波層、第1の光導波
層、第6の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層あるいは第8の窒化物系III−V族化合物半導体か
らなる層の厚さは、一般的には8nm以上とし、典型的
には10nm以上100nm以下とする。
の成長時のキャリアガス雰囲気については、より低抵抗
の層を得る観点から、最も好適には、実質的に水素を含
まず、窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気としてN
2 ガス雰囲気を用い、窒素と水素とを主成分とするキャ
リアガス雰囲気としてN2 とH2 との混合ガス雰囲気を
用いる。この発明の第9〜第56の発明において、上記
以外のことについては、その性質に反しない限り、この
発明の第1〜第8の発明に関連して述べたことが成立す
る。
ば、活性層または第1の窒化物系III−V族化合物半
導体層に接して、第1の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる中間層が設けられている
ことにより、この中間層の存在により、キャップ層など
により活性層または第1の窒化物系III−V族化合物
半導体層に発生する応力を大幅に緩和することができ、
あるいは、p型ドーパントとして用いられるMgの活性
層または第1の窒化物系III−V族化合物半導体層へ
の拡散を有効に抑制することができる。
より、活性層にキャップ層を隣接させて設けたり、活性
層に中間層を介してキャップ層を設けたりする場合に比
べて光導波層あるいは第1の光導波層の結晶性を良好に
することができ、あるいはこれらの光導波層あるいは第
1の光導波層の厚さの最適化を図ることができる。
て図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図
において、同一または対応する部分には同一の符号を付
す。
GaN系半導体レーザを示す。このGaN系半導体レー
ザは、リッジ構造およびSCH(Separate Confinement
Heterostructure)構造を有するものである。
よるGaN系半導体レーザにおいては、c面サファイア
基板1上に、低温成長によるアンドープGaNバッファ
層2を介して、ELOなどの横方向結晶成長技術を用い
て成長されたアンドープGaN層3、n型GaNコンタ
クト層4、n型AlGaNクラッド層5、n型GaN光
導波層6、例えばアンドープのInx Ga1-x N/In
y Ga1-y N多重量子井戸構造の活性層7、n型のアン
ドープInGaN劣化防止層8、p型AlGaNキャッ
プ層9、p型GaN光導波層10、p型AlGaNクラ
ッド層11およびp型GaNコンタクト層12が順次積
層されている。
厚さが例えば30nmである。アンドープGaN層3は
厚さが例えば0.5μmである。n型GaNコンタクト
層4は厚さが例えば4μmであり、n型不純物として例
えばシリコン(Si)がドープされている。n型AlG
aNクラッド層5は厚さが例えば1.0μmであり、n
型不純物として例えばSiがドープされ、Al組成は例
えば0.07である。n型GaN光導波層6は厚さが例
えば0.1μmであり、n型不純物として例えばSiが
ドープされている。また、アンドープInx Ga1-x N
/Iny Ga1- y N多重量子井戸構造の活性層7は、例
えば、井戸層としてのInx Ga1-x N層の厚さが3.
5nmでx=0.14、障壁層としてのIny Ga1-y
N層の厚さが7nmでy=0.02、井戸数が3であ
る。
性層7に接している面から、p型AlGaNキャップ層
9に接している面に向かってIn組成が徐々に単調減少
するグレーディッド構造を有し、活性層7に接している
面におけるIn組成は活性層7の障壁層としてのIny
Ga1-y N層のIn組成yと一致しており、p型AlG
aNキャップ層9に接している面におけるIn組成は0
となっている。このアンドープInGaN劣化防止層8
の厚さは例えば20nmである。
ば10nmであり、p型不純物として例えばマグネシウ
ム(Mg)がドープされている。このp型AlGaNキ
ャップ層9のAl組成は例えば0.2である。すでに述
べたように、このp型AlGaNキャップ層9は、p型
GaN光導波層10、p型AlGaNクラッド層11お
よびp型GaNコンタクト層12の成長時に活性層7か
らInが脱離して劣化するのを防止するとともに、活性
層9からのキャリア(電子)のオーバーフローを防止す
るためのものである。p型GaN光導波層10は厚さが
例えば0.1μmであり、p型不純物として例えばMg
がドープされている。p型AlGaNクラッド層11は
厚さが例えば0.5μmであり、p型不純物として例え
ばMgがドープされ、Al組成は例えば0.07であ
る。p型GaNコンタクト層12は厚さが例えば0.1
μmであり、p型不純物として例えばMgがドープされ
ている。
AlGaNクラッド層5、n型GaN光導波層6、活性
層7、アンドープInGaN劣化防止層8、p型AlG
aNキャップ層9、p型GaN光導波層10およびp型
AlGaNクラッド層11は所定幅のメサ形状を有す
る。このメサ部におけるp型AlGaNクラッド層11
の上層部およびp型GaNコンタクト層13には、例え
ば〈11−20〉方向に延在するリッジ13が形成され
ている。このリッジ13の幅は例えば3μmである。
さが0.3μmのSiO2 膜のような絶縁膜14が設け
られている。この絶縁膜14は、電気絶縁および表面保
護のためのものである。この絶縁膜14のうちのリッジ
13の上の部分には開口14aが設けられており、この
開口14aを通じてp型GaNコンタクト層13にp側
電極15が接触している。このp側電極15は、Pd
膜、Pt膜およびAu膜を順次積層した構造を有し、P
d膜、Pt膜およびAu膜の厚さは例えばそれぞれ10
nm、100nmおよび300nmである。一方、絶縁
膜14のうちのメサ部に隣接する所定部分には開口14
bが設けられており、この開口14bを通じてn型Ga
Nコンタクト層4にn側電極16が接触している。この
n側電極16は、Ti膜、Pt膜およびAu膜を順次積
層した構造を有し、Ti膜、Pt膜およびAu膜の厚さ
は例えばそれぞれ10nm、50nmおよび100nm
である。
ギーバンド構造(伝導帯)を図2に示す。図2におい
て、Ec は伝導帯の下端のエネルギーを示す。
半導体レーザの製造方法について説明する。
どにより表面を清浄化したc面サファイア基板1上に有
機金属化学気相成長(MOCVD)法により例えば50
0℃程度の温度でアンドープGaNバッファ層2を成長
させた後、例えばELOなどの横方向結晶成長技術を用
いて例えば1000℃の成長温度で、アンドープGaN
層3を成長させる。
MOCVD法により、n型GaNコンタクト層4、n型
AlGaNクラッド層5、n型GaN光導波層6、アン
ドープのGa1-x Inx N/Ga1-y Iny N多重量子
井戸構造の活性層7、アンドープInGaN劣化防止層
8、p型AlGaNキャップ層9、p型GaN光導波層
10、p型AlGaNクラッド層11およびp型GaN
コンタクト層12を順次成長させる。ここで、Inを含
まない層であるn型GaNコンタクト層4、n型AlG
aNクラッド層5、n型GaN光導波層6、p型AlG
aNキャップ層9、p型GaN光導波層10、p型Al
GaNクラッド層11およびp型GaNコンタクト層1
2の成長温度は例えば1000℃程度とし、Inを含む
層であるGa1-x Inx N/Ga1-y Iny N多重量子
井戸構造の活性層7の成長温度は例えば700〜800
℃、例えば730℃とする。アンドープInGaN劣化
防止層8の成長温度は、成長開始時点は活性層7の成長
温度と同じく例えば730℃に設定し、その後例えば直
線的に上昇させ、成長終了時点でp型AlGaNキャッ
プ層9の成長温度と同じく例えば835℃になるように
する。
例えば、Gaの原料としてはトリメチルガリウム((C
H3 )3 Ga、TMG)、Alの原料としてはトリメチ
ルアルミニウム((CH3 )3 Al、TMA)、Inの
原料としてはトリメチルインジウム((CH3 )3 I
n、TMI)を、Nの原料としてはNH3 を用いる。ま
た、キャリアガスとしては、例えば、H2 を用いる。ド
ーパントについては、n型ドーパントとしては例えばシ
ラン(SiH4 )を、p型ドーパントとしては例えばビ
ス=メチルシクロペンタジエニルマグネシウム((CH
3 C5 H4 )2 Mg)あるいはビス=シクロペンタジエ
ニルマグネシウム((C5 H5 )2 Mg)を用いる。
を成長させたc面サファイア基板1をMOCVD装置か
ら取り出す。そして、p型GaNコンタクト層12の全
面に例えばCVD法、真空蒸着法、スパッタリング法な
どにより例えば厚さが0.1μmのSiO2 膜(図示せ
ず)を形成した後、このSiO2 膜上にリソグラフィー
によりメサ部の形状に対応した所定形状のレジストパタ
ーン(図示せず)を形成し、このレジストパターンをマ
スクとして、例えばフッ酸系のエッチング液を用いたウ
エットエッチング、または、CF4 やCHF3 などのフ
ッ素を含むエッチングガスを用いたRIE法によりSi
O2 膜をエッチングし、パターニングする。次に、この
所定形状のSiO2 膜をマスクとして例えばRIE法に
よりn型GaNコンタクト層4に達するまでエッチング
を行う。このRIEのエッチングガスとしては例えば塩
素系ガスを用いる。このエッチングにより、n型GaN
コンタクト層4の上層部、n型AlGaNクラッド層
5、n型GaN光導波層6、活性層7、アンドープIn
GaN劣化防止層8、p型AlGaNキャップ層9、p
型GaN光導波層10、p型AlGaNクラッド層11
およびp型GaNコンタクト層12がメサ形状にパター
ニングされる。
O2 膜をエッチング除去した後、再び基板全面に例えば
CVD法、真空蒸着法、スパッタリング法などにより例
えば厚さが0.2μmのSiO2 膜(図示せず)を形成
した後、このSiO2 膜上にリソグラフィーによりリッ
ジ部に対応する所定形状のレジストパターン(図示せ
ず)を形成し、このレジストパターンをマスクとして、
例えばフッ酸系のエッチング液を用いたウエットエッチ
ング、または、CF4 やCHF3 などのフッ素を含むエ
ッチングガスを用いたRIE法によりSiO2 膜をエッ
チングし、リッジ部に対応する形状とする。
E法によりp型AlGaNクラッド層11の厚さ方向の
所定の深さまでエッチングを行うことによりリッジ13
を形成する。このRIEのエッチングガスとしては例え
ば塩素系ガスを用いる。
O2 膜をエッチング除去した後、基板全面に例えばCV
D法、真空蒸着法、スパッタリング法などにより例えば
厚さが0.3μmのSiO2 膜のような絶縁膜14を成
膜する。
領域を除いた領域の絶縁膜14の表面を覆うレジストパ
ターン(図示せず)を形成する。次に、このレジストパ
ターンをマスクとして絶縁膜14をエッチングすること
により、開口14bを形成する。
態で基板全面に例えば真空蒸着法によりTi膜、Pt膜
およびAu膜を順次形成した後、レジストパターンをそ
の上に形成されたTi膜、Pt膜およびAu膜とともに
除去する(リフトオフ)。これによって、絶縁膜14の
開口14bを通じてn型GaNコンタクト層4にコンタ
クトしたn側電極16が形成される。ここで、このn側
電極16を構成するTi膜、Pt膜およびAu膜の厚さ
は例えばそれぞれ10nm、50nmおよび100nm
である。次に、n側電極16をオーミック接触させるた
めのアロイ処理を行う。
の部分の絶縁膜14をエッチング除去して開口14aを
形成した後、n側電極16と同様にして、この開口14
aを通じてp型GaNコンタクト層12にコンタクトし
たPd/Pt/Au構造のp側電極15を形成する。次
に、p側電極15をオーミック接触させるためのアロイ
処理を行う。
成された基板を劈開などによりバー状に加工して両共振
器端面を形成し、さらにこれらの共振器端面に端面コー
ティングを施した後、このバーを劈開などによりチップ
化する。以上により、目的とするリッジ構造およびSC
H構造を有するGaN系半導体レーザが製造される。
レーザと、アンドープInGaN劣化防止層を形成しな
いことを除いてこのGaN系半導体レーザと同一構造の
GaN系半導体レーザとをそれぞれ製造し、それらの寿
命試験を行ったところ、この第1の実施形態によるGa
N系半導体レーザでは後者のGaN系半導体レーザに比
べて、初期劣化率が非常に小さく、かつ、動作電流は時
間とともに徐々に増加する傾向は見られるものの、その
傾きは非常に小さく問題のないレベルであった。ただ
し、寿命試験は、いずれも光出力30mW、雰囲気温度
60℃の条件で行った。また、これらのGaN系半導体
レーザのエレクトロルミネッセンス発光を観測した結
果、後者のGaN系半導体レーザでは顕著な発光むらが
観測されたが、この第1の実施形態によるGaN系半導
体レーザでは発光むらが全く観測されなかった。
ば、活性層7に接してアンドープInGaN劣化防止層
8が設けられ、このアンドープInGaN劣化防止層8
に接してp型AlGaNキャップ層9が設けられている
ので、アンドープInGaN劣化防止層8により、p型
AlGaNキャップ層9により活性層7に発生する応力
を大幅に緩和することができるとともに、p型層のp型
ドーパントとして用いられるMgが活性層7に拡散する
のを有効に抑制することができる。これによって、長寿
命で信頼性が高く、発光むらもない高性能のGaN系半
導体レーザを実現することができる。
aN系半導体レーザについて説明する。図3はこのGa
N系半導体レーザのエネルギーバンド図を示す。この第
2の実施形態によるGaN系半導体レーザにおいては、
アンドープInGaN劣化防止層8のIn組成はその厚
さ全体にわたって同一となっており、そのIn組成は活
性層7の障壁層のIn組成yより小さい値、例えば0.
02に選ばれている。その他の構成は、第1の実施形態
によるGaN系半導体レーザと同一であるので、説明を
省略する。また、このGaN系半導体レーザの製造方法
も、アンドープInGaN劣化防止層8の成長時に成長
温度を一定にすることを除いて、第1の実施形態による
GaN系半導体レーザの製造方法と同様である。この第
2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の利点を
得ることができる。
aN系半導体レーザについて説明する。図4はこのGa
N系半導体レーザのエネルギーバンド図を示す。この第
3の実施形態によるGaN系半導体レーザにおいては、
アンドープInGaN劣化防止層8のIn組成はその厚
さ全体にわたって同一となっており、そのIn組成は活
性層7の障壁層のIn組成yと同一の値に選ばれてい
る。ここで、このアンドープInGaN劣化防止層8の
厚さは、活性層7の、アンドープInGaN劣化防止層
8に最も近いところにある障壁層の厚さとの合計の厚さ
が少なくとも15nm以上、好適には17nm以上、よ
り好適には20nm以上、さらに好適には25nm以上
になるように選ばれる。その他の構成は、第1の実施形
態によるGaN系半導体レーザと同一であるので、説明
を省略する。また、このGaN系半導体レーザの製造方
法も、アンドープInGaN劣化防止層8の成長時に成
長温度を一定にすることを除いて、第1の実施形態によ
るGaN系半導体レーザの製造方法と同様である。この
第3の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の利点
を得ることができる。
aN系半導体レーザについて説明する。図5はこのGa
N系半導体レーザのエネルギーバンド図を示す。この第
4の実施形態によるGaN系半導体レーザにおいては、
活性層7に接してアンドープInGaN劣化防止層8が
設けられ、このアンドープInGaN劣化防止層8に接
してp型GaN光導波層10が設けられ、このp型Ga
N光導波層10に接してp型AlGaNキャップ層9が
設けられた構造を有する。アンドープInGaN劣化防
止層8のIn組成の分布は第1の実施形態と同様であ
る。その他の構成は、第1の実施形態によるGaN系半
導体レーザと同一であるので、説明を省略する。また、
このGaN系半導体レーザの製造方法も、第1の実施形
態によるGaN系半導体レーザの製造方法と同様であ
る。この第4の実施形態によれば、第1の実施形態と同
様の利点を得ることができる。
aN系半導体レーザについて説明する。図6はこの発明
の第5の実施形態によるGaN系半導体レーザを示す。
図7はこのGaN系半導体レーザのエネルギーバンド図
を示す。
レーザにおいては、活性層7に接してアンドープGaN
光導波層17が設けられ、このアンドープGaN光導波
層17に接してp型AlGaNキャップ層9が設けら
れ、さらにこのp型AlGaNキャップ層9に接してp
型AlGaN/GaN超格子クラッド層18が設けられ
た構造を有する。この場合、アンドープInGaN劣化
防止層8は設けられていない。アンドープGaN光導波
層17はn型伝導性を示す。このアンドープGaN光導
波層17の厚さは一般的には10〜100nmである
が、ここでは20〜40nmとする。p型AlGaN/
GaN超格子クラッド層18は、例えば厚さが2.5n
mでAl組成が12%のアンドープのAlGaN層を障
壁層とし、例えば厚さが同じく2.5nmのMgがドー
プされたGaN層を井戸層とし、これらを繰り返し積層
した構造を有し、全体の厚さは例えば0.5μmであ
る。また、p型AlGaNキャップ層9とp型AlGa
N/GaN超格子クラッド層18におけるこのp型Al
GaNキャップ層9に隣接する障壁層との間の距離は、
活性層に注入される電子がトンネル効果によりp型Al
GaNキャップ層9を通ってp型AlGaN/GaN超
格子クラッド層18側に抜けてしまうのを防止するため
に、このトンネル効果を抑えることができる距離、具体
的には例えば10nm程度に設定されている。なお、p
型AlGaN/GaN超格子クラッド層18を用いてい
るのは、トンネル効果により正孔が通りやすくするため
である。その他の構成は、第1の実施形態によるGaN
系半導体レーザと同一であるので、説明を省略する。
基本的には第1の実施形態によるGaN系半導体レーザ
の製造方法と同様であるが、この場合、特に各層の成長
時の成長温度およびキャリアガスを次のように設定す
る。すなわち、成長温度については、例えば、アンドー
プGaN層3からn型AlGaNクラッド層5までは1
000℃、n型GaN光導波層6からp型AlGaNキ
ャップ層9までは800℃、p型AlGaN/GaN超
格子クラッド層18およびp型GaNコンタクト層12
は1000℃とする。また、キャリアガスについては、
例えば、アンドープGaN層3からn型AlGaNクラ
ッド層5まではN2 とH2 との混合ガス雰囲気、n型G
aN光導波層6からp型AlGaNキャップ層9までは
N2 雰囲気、p型AlGaN/GaN超格子クラッド層
18およびp型GaNコンタクト層12はN2 とH2 と
の混合ガス雰囲気とする。この場合、活性層7を成長さ
せた後、p型AlGaNキャップ層9の成長まではキャ
リアガス雰囲気をN2 雰囲気としており、キャリアガス
雰囲気にH2 が含まれないので、活性層7からInが脱
離するのを抑えることができ、活性層7の劣化を防止す
ることができる。また、p型AlGaN/GaN超格子
クラッド層18およびp型GaNコンタクト層12の成
長時にはキャリアガス雰囲気をN2 とH2 との混合ガス
雰囲気としているので、これらのp型層を良好な結晶性
で成長させることができる。
厚さによる半導体レーザの垂直方向のビーム拡がり角、
すなわち垂直放射角(θ⊥)の変化を測定した結果を示
す。図8より、アンドープGaN光導波層17の厚さを
20〜40nmにすることにより、垂直放射角を19〜
22度にすることができる。従来のGaN系半導体レー
ザの垂直放射角の値は26〜30度であるから、垂直放
射角が大幅に減少していることがわかる。
アンドープGaN光導波層17、p型AlGaNキャッ
プ層9およびp型AlGaN/GaN超格子クラッド層
18が順次接した構造とし、アンドープGaN光導波層
17の厚さを20〜40nmと薄くしているので、Ga
N系半導体レーザの垂直放射角を従来に比べて大幅に減
少させることができ、それによって放射角のアスペクト
比(水平放射角をθ‖としたとき、θ⊥/θ‖)を小さ
くすることができ、さらにp型AlGaNキャップ層9
がp型AlGaN/GaN超格子クラッド層18に接し
ているため、遠視野像における光強度分布の対称性の向
上を図ることができる。このようなGaN系半導体レー
ザは特に、光ディスク装置における光源に用いて好適な
ものである。
光導波層17を成長させるので、結晶性の向上を図るこ
とができ、ひいてはGaN系半導体レーザの寿命の向上
を図ることができる。
厚さが20〜40nmと小さい上、p型不純物としてM
gをドープしたp型GaN光導波層に比べて抵抗率が小
さいため、GaN系半導体レーザの直列抵抗の低減を図
ることができ、ひいては駆動電圧の低減を図ることがで
きる。
aN系半導体レーザについて説明する。図9はこの発明
の第6の実施形態によるGaN系半導体レーザを示す。
図10はこのGaN系半導体レーザのエネルギーバンド
図を示す。
レーザにおいては、活性層7に接してアンドープInG
aN劣化防止層8が設けられ、このアンドープInGa
N劣化防止層8に接してアンドープGaN光導波層17
が設けられ、このアンドープGaN光導波層17に接し
てp型AlGaNキャップ層9が設けられ、さらにこの
p型AlGaNキャップ層9に接してp型AlGaN/
GaN超格子クラッド層18が設けられた構造を有す
る。アンドープInGaN劣化防止層8のIn組成は第
2の実施形態と同様である。その他の構成は、第1およ
び第5の実施形態によるGaN系半導体レーザと同一で
あるので、説明を省略する。
基本的には第1の実施形態によるGaN系半導体レーザ
の製造方法と同様であるが、この場合、特に各層の成長
時の成長温度およびキャリアガスを次のように設定す
る。すなわち、成長温度については、例えば、アンドー
プGaN層3からn型AlGaNクラッド層5までは1
000℃、n型GaN光導波層6からアンドープInG
aN劣化防止層8までは800℃、アンドープGaN光
導波層17およびp型AlGaNキャップ層9は850
℃、p型AlGaN/GaN超格子クラッド層18およ
びp型GaNコンタクト層12は1000℃とする。ま
た、キャリアガスについては、例えば、アンドープGa
N層3からn型AlGaNクラッド層5まではN2 とH
2 との混合ガス雰囲気、n型GaN光導波層6からp型
AlGaNキャップ層9まではN2雰囲気、p型AlG
aN/GaN超格子クラッド層18およびp型GaNコ
ンタクト層12はN2 とH2 との混合ガス雰囲気とす
る。この場合、活性層7を成長させた後、p型AlGa
Nキャップ層9の成長まではキャリアガス雰囲気をN2
雰囲気としており、キャリアガス雰囲気にH2 が含まれ
ないので、活性層7からInが脱離するのを抑えること
ができ、活性層7の劣化を防止することができる。ま
た、p型AlGaN/GaN超格子クラッド層18およ
びp型GaNコンタクト層12の成長時にはキャリアガ
ス雰囲気をN2 とH2 との混合ガス雰囲気としているの
で、これらのp型層を良好な結晶性で成長させることが
できる。
アンドープInGaN劣化防止層8、アンドープGaN
光導波層17、p型AlGaNキャップ層9およびp型
AlGaN/GaN超格子クラッド層18が順次接した
構造とし、アンドープGaN光導波層17の厚さを20
〜40nmと薄くしているので、第5の実施形態と同様
な利点を得ることができるほか、活性層7に隣接してア
ンドープInGaN劣化防止層8を設けていることによ
り第1の実施形態と同様な利点を得ることができる。
aN系半導体レーザについて説明する。図11はこのG
aN系半導体レーザのエネルギーバンド図を示す。この
第7の実施形態によるGaN系半導体レーザにおいて
は、活性層7に接してアンドープGaN光導波層17が
設けられ、このアンドープGaN光導波層17に接して
p型AlGaNキャップ層9が設けられ、このp型Al
GaNキャップ層9に接してp型GaN光導波層10が
設けられ、さらにこのp型GaN光導波層10に接して
p型AlGaN/GaN超格子クラッド層18が設けら
れた構造を有する。その他の構成は、第1および第5の
実施形態によるGaN系半導体レーザと同一であるの
で、説明を省略する。
基本的には第1の実施形態によるGaN系半導体レーザ
の製造方法と同様であるが、この場合、特に各層の成長
時の成長温度およびキャリアガスを次のように設定す
る。すなわち、成長温度については、例えば、アンドー
プGaN層3からn型AlGaNクラッド層5までは1
000℃、n型GaN光導波層6からp型AlGaNキ
ャップ層9までは800℃、p型GaN光導波層10か
らp型GaNコンタクト層12までは1000℃とす
る。また、キャリアガスについては、例えば、アンドー
プGaN層3からn型AlGaNクラッド層5まではN
2 とH2 との混合ガス雰囲気、n型GaN光導波層6か
らp型AlGaNキャップ層9まではN2 雰囲気、p型
GaN光導波層10からp型GaNコンタクト層12ま
ではN2 とH2 との混合ガス雰囲気とする。この場合、
活性層7を成長させた後、p型AlGaNキャップ層9
の成長まではキャリアガス雰囲気をN2 雰囲気としてお
り、キャリアガス雰囲気にH2が含まれないので、活性
層7からInが脱離するのを抑えることができ、活性層
7の劣化を防止することができる。また、p型GaN光
導波層10、p型AlGaN/GaN超格子クラッド層
18およびp型GaNコンタクト層12の成長時にはキ
ャリアガス雰囲気をN2 とH2 との混合ガス雰囲気とし
ているので、これらのp型層を良好な結晶性で成長させ
ることができる。
アンドープGaN光導波層17、p型AlGaNキャッ
プ層9、p型GaN光導波層10およびp型AlGaN
/GaN超格子クラッド層18が順次接した構造とし、
アンドープGaN光導波層17の厚さを20〜40nm
と薄くしているので、第5の実施形態と同様な利点を得
ることができる。
aN系半導体レーザについて説明する。図12はこのG
aN系半導体レーザのエネルギーバンド図を示す。
レーザにおいては、活性層7に接してアンドープInG
aN劣化防止層8が設けられ、このアンドープInGa
N劣化防止層8に接してアンドープGaN光導波層17
が設けられ、このアンドープGaN光導波層17に接し
てp型AlGaNキャップ層9が設けられ、このp型A
lGaNキャップ層9に接してp型GaN光導波層10
が設けられ、さらにこのp型GaN光導波層10に接し
てp型AlGaN/GaN超格子クラッド層18が設け
られた構造を有する。アンドープInGaN劣化防止層
8のIn組成は第2の実施形態と同様である。その他の
構成は、第1および第5の実施形態によるGaN系半導
体レーザと同一であるので、説明を省略する。
基本的には第1の実施形態によるGaN系半導体レーザ
の製造方法と同様であるが、この場合、特に各層の成長
時の成長温度およびキャリアガスを次のように設定す
る。すなわち、成長温度については、例えば、アンドー
プGaN層3からn型AlGaNクラッド層5までは1
000℃、n型GaN光導波層6および活性層7は80
0℃、アンドープInGaN劣化防止層8からp型Al
GaNキャップ層9までは860℃、p型GaN光導波
層10からp型GaNコンタクト層12までは1000
℃とする。また、キャリアガスについては、例えば、ア
ンドープGaN層3からn型AlGaNクラッド層5ま
ではN2 とH2 との混合ガス雰囲気、n型GaN光導波
層6からp型AlGaNキャップ層9まではN2 雰囲
気、p型GaN光導波層10からp型GaNコンタクト
層12まではN2 とH2 との混合ガス雰囲気とする。こ
の場合、活性層7を成長させた後、p型AlGaNキャ
ップ層9の成長まではキャリアガス雰囲気をN2 雰囲気
としており、キャリアガス雰囲気にH2 が含まれないの
で、活性層7からInが脱離するのを抑えることがで
き、活性層7の劣化を防止することができる。また、p
型GaN光導波層10、p型AlGaN/GaN超格子
クラッド層18およびp型GaNコンタクト層12の成
長時にはキャリアガス雰囲気をN2 とH2 との混合ガス
雰囲気としているので、これらのp型層を良好な結晶性
で成長させることができる。
アンドープInGaN劣化防止層8、アンドープGaN
光導波層17、p型AlGaNキャップ層9、p型Ga
N光導波層10およびp型AlGaN/GaN超格子ク
ラッド層18が順次接した構造とし、アンドープGaN
光導波層17の厚さを20〜40nmと薄くしているの
で、第5の実施形態と同様な利点を得ることができるほ
か、活性層7に隣接してアンドープInGaN劣化防止
層8を設けていることにより第1の実施形態と同様な利
点を得ることができる。
aN系半導体レーザについて説明する。図13はこのG
aN系半導体レーザのエネルギーバンド図を示す。この
第9の実施形態によるGaN系半導体レーザにおいて
は、活性層7に接してアンドープGaN光導波層17が
設けられ、このアンドープGaN光導波層17に接して
p型AlGaN/GaN超格子キャップ層19が設けら
れ、このp型AlGaN/GaN超格子キャップ層19
に接してp型GaN光導波層10が設けられ、さらにこ
のp型GaN光導波層10に接してp型AlGaN/G
aN超格子クラッド層18が設けられた構造を有する。
p型AlGaN/GaN超格子キャップ層19は、例え
ば厚さが2.5nmでAl組成が18%のアンドープの
AlGaN層を障壁層とし、例えば厚さが同じく2.5
nmのMgがドープされたGaN層を井戸層とし、これ
らを繰り返し積層した構造を有し、全体の厚さは例えば
100nmである。その他の構成は、第1および第5の
実施形態によるGaN系半導体レーザと同一であるの
で、説明を省略する。
基本的には第1の実施形態によるGaN系半導体レーザ
の製造方法と同様であるが、この場合、特に各層の成長
時の成長温度およびキャリアガスを次のように設定す
る。すなわち、成長温度については、例えば、アンドー
プGaN層3からn型AlGaNクラッド層5までは1
000℃、n型GaN光導波層6からp型AlGaN/
GaN超格子キャップ層19までは800℃、p型Ga
N光導波層10からp型GaNコンタクト層12は10
00℃とする。また、キャリアガスについては、例え
ば、アンドープGaN層3からn型AlGaNクラッド
層5まではN2 とH2 との混合ガス雰囲気、n型GaN
光導波層6からp型AlGaN/GaN超格子キャップ
層19まではN2 雰囲気、p型GaN光導波層10から
p型GaNコンタクト層12まではN 2 とH2 との混合
ガス雰囲気とする。この場合、活性層7を成長させた
後、p型AlGaN/GaN超格子キャップ層19の成
長まではキャリアガス雰囲気をN 2 雰囲気としており、
キャリアガス雰囲気にH2 が含まれないので、活性層7
からInが脱離するのを抑えることができ、活性層7の
劣化を防止することができる。また、p型GaN光導波
層10、p型AlGaN/GaN超格子クラッド層18
およびp型GaNコンタクト層12の成長時にはキャリ
アガス雰囲気をN2とH2 との混合ガス雰囲気としてい
るので、これらのp型層を良好な結晶性で成長させるこ
とができる。
アンドープGaN光導波層17、p型AlGaN/Ga
N超格子キャップ層19、p型GaN光導波層10およ
びp型AlGaN/GaN超格子クラッド層18が順次
接した構造とし、アンドープGaN光導波層17の厚さ
を20〜40nmと薄くしているので、第5の実施形態
と同様な利点を得ることができる。
GaN系半導体レーザについて説明する。図14はこの
GaN系半導体レーザのエネルギーバンド図を示す。
体レーザにおいては、活性層7に接してアンドープIn
GaN劣化防止層8が設けられ、このアンドープInG
aN劣化防止層8に接してアンドープGaN光導波層1
7が設けられ、このアンドープGaN光導波層17に接
してp型AlGaN/GaN超格子キャップ層19が設
けられ、このp型AlGaN/GaN超格子キャップ層
19に接してp型GaN光導波層10が設けられ、さら
にこのp型GaN光導波層10に接してp型AlGaN
/GaN超格子クラッド層18が設けられた構造を有す
る。アンドープInGaN劣化防止層8のIn組成は第
2の実施形態と同様である。その他の構成は、第1およ
び第5の実施形態によるGaN系半導体レーザと同一で
あるので、説明を省略する。
基本的には第1の実施形態によるGaN系半導体レーザ
の製造方法と同様であるが、この場合、特に各層の成長
時の成長温度およびキャリアガスを次のように設定す
る。すなわち、成長温度については、例えば、アンドー
プGaN層3からn型AlGaNクラッド層5までは1
000℃、n型GaN光導波層6からアンドープInG
aN劣化防止層8までは800℃、アンドープGaN光
導波層17およびp型AlGaN/GaN超格子キャッ
プ層19は870℃、p型GaN光導波層10からp型
GaNコンタクト層12までは1000℃とする。ま
た、キャリアガスについては、例えば、アンドープGa
N層3からn型AlGaNクラッド層5まではN2 とH
2 との混合ガス雰囲気、n型GaN光導波層6からp型
AlGaN/GaN超格子キャップ層19まではN2 雰
囲気、p型GaN光導波層10からp型GaNコンタク
ト層12まではN2 とH2 との混合ガス雰囲気とする。
この場合、活性層7を成長させた後、p型AlGaN/
GaN超格子キャップ層19の成長まではキャリアガス
雰囲気をN2 雰囲気としており、キャリアガス雰囲気に
H2 が含まれないので、活性層7からInが脱離するの
を抑えることができ、活性層7の劣化を防止することが
できる。また、p型GaN光導波層10、p型AlGa
N/GaN超格子クラッド層18およびp型GaNコン
タクト層12の成長時にはキャリアガス雰囲気をN2 と
H2 との混合ガス雰囲気としているので、これらのp型
層を良好な結晶性で成長させることができる。
7、アンドープInGaN劣化防止層8、アンドープG
aN光導波層17、p型AlGaN/GaN超格子キャ
ップ層19、p型GaN光導波層10およびp型AlG
aN/GaN超格子クラッド層18が順次接した構造と
し、アンドープGaN光導波層17の厚さを20〜40
nmと薄くしているので、第5の実施形態と同様な利点
を得ることができるほか、活性層7に隣接してアンドー
プInGaN劣化防止層8を設けていることにより第1
の実施形態と同様な利点を得ることができる。
GaN系半導体レーザについて説明する。図15はこの
GaN系半導体レーザのエネルギーバンド図を示す。こ
の第11の実施形態によるGaN系半導体レーザにおい
ては、活性層7に接してアンドープGaN光導波層17
が設けられ、このアンドープGaN光導波層17に接し
てp型AlGaN/GaN超格子キャップ層19が設け
られ、このp型AlGaN/GaN超格子キャップ層1
9に接してp型AlGaN/GaN超格子クラッド層1
8が設けられた構造を有する。その他の構成は、第1、
第5および第9の実施形態によるGaN系半導体レーザ
と同一であるので、説明を省略する。
基本的には第1の実施形態によるGaN系半導体レーザ
の製造方法と同様であるが、この場合、特に各層の成長
時の成長温度およびキャリアガスを次のように設定す
る。すなわち、成長温度については、例えば、アンドー
プGaN層3からn型AlGaNクラッド層5までは1
000℃、n型GaN光導波層6からp型AlGaN/
GaN超格子キャップ層19までは800℃、p型Ga
N光導波層10からp型GaNコンタクト層12は10
00℃とする。また、キャリアガスについては、例え
ば、アンドープGaN層3からn型AlGaNクラッド
層5まではN2 とH2 との混合ガス雰囲気、n型GaN
光導波層6からp型AlGaN/GaN超格子キャップ
層19まではN2 雰囲気、p型GaN光導波層10から
p型GaNコンタクト層12まではN 2 とH2 との混合
ガス雰囲気とする。この場合、活性層7を成長させた
後、p型AlGaN/GaN超格子キャップ層19の成
長まではキャリアガス雰囲気をN 2 雰囲気としており、
キャリアガス雰囲気にH2 が含まれないので、活性層7
からInが脱離するのを抑えることができ、活性層7の
劣化を防止することができる。また、p型AlGaN/
GaN超格子クラッド層18およびp型GaNコンタク
ト層12の成長時にはキャリアガス雰囲気をN2 とH2
との混合ガス雰囲気としているので、これらのp型層を
良好な結晶性で成長させることができる。
7、アンドープGaN光導波層17、p型AlGaN/
GaN超格子キャップ層19およびp型AlGaN/G
aN超格子クラッド層18が順次接した構造とし、アン
ドープGaN光導波層17の厚さを20〜40nmと薄
くしているので、第5の実施形態と同様な利点を得るこ
とができる。
GaN系半導体レーザについて説明する。図16はこの
GaN系半導体レーザのエネルギーバンド図を示す。
体レーザにおいては、活性層7に接してアンドープIn
GaN劣化防止層8が設けられ、このアンドープInG
aN劣化防止層8に接してアンドープGaN光導波層1
7が設けられ、このアンドープGaN光導波層17に接
してp型AlGaN/GaN超格子キャップ層19が設
けられ、このp型AlGaN/GaN超格子キャップ層
19に接してp型AlGaN/GaN超格子クラッド層
18が設けられた構造を有する。アンドープInGaN
劣化防止層8のIn組成は第2の実施形態と同様であ
る。その他の構成は、第1、第5および第9の実施形態
によるGaN系半導体レーザと同一であるので、説明を
省略する。
基本的には第1の実施形態によるGaN系半導体レーザ
の製造方法と同様であるが、この場合、特に各層の成長
時の成長温度およびキャリアガスを次のように設定す
る。すなわち、成長温度については、例えば、アンドー
プGaN層3からn型AlGaNクラッド層5までは1
000℃、n型GaN光導波層6からアンドープInG
aN劣化防止層8までは800℃、アンドープGaN光
導波層17およびp型AlGaN/GaN超格子キャッ
プ層19は880℃、p型GaN光導波層10からp型
GaNコンタクト層12までは1000℃とする。ま
た、キャリアガスについては、例えば、アンドープGa
N層3からn型AlGaNクラッド層5まではN2 とH
2 との混合ガス雰囲気、n型GaN光導波層6からアン
ドープInGaN劣化防止層8まではN2 雰囲気、p型
AlGaN/GaN超格子クラッド層18およびp型G
aNコンタクト層12はN2 とH2 との混合ガス雰囲気
とする。この場合、活性層7を成長させた後、p型Al
GaN/GaN超格子キャップ層19の成長まではキャ
リアガス雰囲気をN2 雰囲気としており、キャリアガス
雰囲気にH2 が含まれないので、活性層7からInが脱
離するのを抑えることができ、活性層7の劣化を防止す
ることができる。また、p型AlGaN/GaN超格子
クラッド層18およびp型GaNコンタクト層12の成
長時にはキャリアガス雰囲気をN2 とH2との混合ガス
雰囲気としているので、これらのp型層を良好な結晶性
で成長させることができる。
7、アンドープInGaN劣化防止層8、アンドープG
aN光導波層17、p型AlGaN/GaN超格子キャ
ップ層19およびp型AlGaN/GaN超格子クラッ
ド層18が順次接した構造とし、アンドープGaN光導
波層17の厚さを20〜40nmと薄くしているので、
第5の実施形態と同様な利点を得ることができるほか、
活性層7に隣接してアンドープInGaN劣化防止層8
を設けていることにより第1の実施形態と同様な利点を
得ることができる。
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。
おいて挙げた数値、構造、基板、原料、プロセスなどは
あくまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる
数値、構造、基板、原料、プロセスなどを用いてもよ
い。
の実施形態においては、レーザ構造を形成するn型層を
基板上に最初に積層し、その上にp型層を積層している
が、これと積層順序を逆にし、基板上に最初にp型層を
積層し、その上にn型層を積層した構造としてもよい。
いては、c面サファイア基板を用いているが、必要に応
じて、SiC基板、Si基板、スピネル基板、厚いGa
N層からなる基板などを用いてもよい。また、GaNバ
ッファ層の代わりに、AlNバッファ層やAlGaNバ
ッファ層を用いてもよい。
いては、この発明をSCH構造のGaN系半導体レーザ
の製造に適用した場合について説明したが、この発明
は、例えば、DH(Double Heterostructure)構造のG
aN系半導体レーザの製造に適用してもよいことはもち
ろん、GaN系発光ダイオードの製造に適用してもよ
く、さらにはGaN系FETやGaN系ヘテロ接合バイ
ポーラトランジスタ(HBT)などの窒化物系III−
V族化合物半導体を用いた電子走行素子に適用してもよ
い。
においては、MOCVD法により成長を行う際のキャリ
アガスとしてH2 ガスを用いているが、必要に応じて、
他のキャリアガス、例えばH2 とN2 あるいはHe、A
rガスなどとの混合ガスを用いてもよい。
ば、InおよびGaを含む第1の窒化物系III−V族
化合物半導体からなる活性層または第1の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる層に接して、第1の窒化
物系III−V族化合物半導体と異なるInおよびGa
を含む第2の窒化物系III−V族化合物半導体からな
る中間層が設けられているので、この中間層により、キ
ャップ層などにより活性層または第1の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層に発生する応力を大幅に
緩和することができ、あるいは、p型層のp型ドーパン
トとして用いられるMgの活性層または第1の窒化物系
III−V族化合物半導体からなる層への拡散を有効に
抑制することができ、これによって初期劣化率が十分に
低くて長寿命で、動作電流の経時変化が極めて少なく、
発光むらも極めて少ない、窒化物系III−V族化合物
半導体を用いた半導体発光素子あるいは長寿命で経時変
化も極めて少ない、窒化物系III−V族化合物半導体
を用いた半導体装置を実現することができる。また、こ
の発明による製造方法によれば、このような半導体発光
素子および半導体装置を容易に製造することができる。
より、活性層にキャップ層を隣接させて設けたり、活性
層に中間層を介してキャップ層を設けたりする場合に比
べて光導波層あるいは第1の光導波層の結晶性を良好に
することができ、あるいはこれらの光導波層あるいは第
1の光導波層の厚さの最適化を図ることができることか
ら、長寿命で、しかも特に半導体レーザでは遠視野像に
おける光強度分布の対称性が高く、放射角のアスペクト
比の向上を図ることができる、窒化物系III−V族化
合物半導体を用いた半導体発光素子あるいは長寿命の窒
化物系III−V族化合物半導体を用いた半導体装置を
実現することができる。また、この発明による製造方法
によれば、このような半導体発光素子および半導体装置
を容易に製造することができる。
体レーザを示す断面図である。
体レーザのエネルギーバンド構造を示す略線図である。
体レーザのエネルギーバンド構造を示す略線図である。
体レーザのエネルギーバンド構造を示す略線図である。
体レーザのエネルギーバンド構造を示す略線図である。
体レーザを示す断面図である。
体レーザのエネルギーバンド構造を示す略線図である。
体レーザにおけるアンドープGaN光導波層の厚さによ
る半導体レーザの垂直放射角の変化の測定結果を示す略
線図である。
体レーザを示す断面図である。
導体レーザのエネルギーバンド構造を示す略線図であ
る。
導体レーザのエネルギーバンド構造を示す略線図であ
る。
導体レーザのエネルギーバンド構造を示す略線図であ
る。
導体レーザのエネルギーバンド構造を示す4線図であ
る。
半導体レーザのエネルギーバンド構造を示す略線図であ
る。
半導体レーザのエネルギーバンド構造を示す略線図であ
る。
半導体レーザのエネルギーバンド構造を示す略線図であ
る。
タクト層、5・・・n型AlGaNクラッド層、6・・
・n型GaN光導波層、7・・・活性層、8・・・アン
ドープInGaN劣化防止層、9・・・p型AlGaN
キャップ層、10・・・p型GaN光導波層、11・・
・p型AlGaNクラッド層、12・・・p型GaNコ
ンタクト層、13・・・リッジ、14・・・絶縁膜、1
5・・・p側電極、16・・・n側電極、17・・・ア
ンドープGaN光導波層、18・・・p型AlGaN/
GaN超格子クラッド層、19・・・p型AlGaN/
GaN超格子キャップ層
Claims (145)
- 【請求項1】 InおよびGaを含む第1の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、上記第1の窒化物系III−V族
化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化
物系III−V族化合物半導体からなるキャップ層とを
有することを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項2】 上記中間層を構成する上記第2の窒化物
系III−V族化合物半導体はInx Ga1-x N(ただ
し、0≦x<1)であることを特徴とする請求項1記載
の半導体発光素子。 - 【請求項3】 上記キャップ層を構成する上記第3の窒
化物系III−V族化合物半導体はAly Ga1-y N
(ただし、0≦y<1)であることを特徴とする請求項
1記載の半導体発光素子。 - 【請求項4】 上記キャップ層に接した、Gaを含む第
4の窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型層
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。 - 【請求項5】 上記p型層を構成する上記第4の窒化物
系III−V族化合物半導体はGaNであることを特徴
とする請求項4記載の半導体発光素子。 - 【請求項6】 上記p型層を構成する上記第4の窒化物
系III−V族化合物半導体はInz Ga1-z N(ただ
し、0≦z<1)であることを特徴とする請求項4記載
の半導体発光素子。 - 【請求項7】 上記活性層は井戸層と障壁層とからなる
多重量子井戸構造を有し、上記中間層のIn組成は上記
障壁層のIn組成と同じか、または、より小さいことを
特徴とする請求項1記載の半導体発光素子。 - 【請求項8】 上記中間層を構成する上記第2の窒化物
系III−V族化合物半導体のIn組成は上記活性層か
ら離れるにしたがって減少することを特徴とする請求項
1記載の半導体発光素子。 - 【請求項9】 上記中間層に含まれるInは5×1019
cm-3以下であることを特徴とする請求項1記載の半導
体発光素子。 - 【請求項10】 上記中間層の厚さは8nm以上である
ことを特徴とする請求項1記載の半導体発光素子。 - 【請求項11】 上記p型層中に含まれるInは1×1
017cm-3以上5×1019cm-3以下であることを特徴
とする請求項1記載の半導体発光素子。 - 【請求項12】 上記p型層は光導波層であることを特
徴とする請求項1記載の半導体発光素子。 - 【請求項13】 InおよびGaを含む第1の窒化物系
III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、上記第1の窒化物系III−V族
化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、光導波層またはクラッド層として
用いられるGaを含む第5の窒化物系III−V族化合
物半導体からなるp型層とを有することを特徴とする半
導体発光素子。 - 【請求項14】 上記中間層を構成する上記第2の窒化
物系III−V族化合物半導体はInx Ga1-x N(た
だし、0≦x<1)であることを特徴とする請求項13
記載の半導体発光素子。 - 【請求項15】 上記活性層は井戸層と障壁層とからな
る多重量子井戸構造を有し、上記中間層のIn組成は上
記障壁層のIn組成と同じか、または、より小さいこと
を特徴とする請求項13記載の半導体発光素子。 - 【請求項16】 上記中間層を構成する上記第2の窒化
物系III−V族化合物半導体のIn組成は上記活性層
から離れるにしたがって減少することを特徴とする請求
項13記載の半導体発光素子。 - 【請求項17】 上記中間層に含まれるInは5×10
19cm-3以下であることを特徴とする請求項13記載の
半導体発光素子。 - 【請求項18】 上記中間層の厚さは8nm以上である
ことを特徴とする請求項13記載の半導体発光素子。 - 【請求項19】 上記p型層中に含まれるInは1×1
017cm-3以上5×1019cm-3以下であることを特徴
とする請求項13記載の半導体発光素子。 - 【請求項20】 上記p型層は光導波層であることを特
徴とする請求項13記載の半導体発光素子。 - 【請求項21】 InおよびGaを含む第1の窒化物系
III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、上記第1の窒化物系III−V族
化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化
物系III−V族化合物半導体からなるキャップ層とを
有する半導体発光素子の製造方法であって、 上記活性層を成長させた後、成長温度を上昇させながら
上記中間層を成長させるようにしたことを特徴とする半
導体発光素子の製造方法。 - 【請求項22】 上記中間層の成長終了時点の成長温度
が上記キャップ層の成長温度とほぼ同じであることを特
徴とする請求項21記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項23】 上記中間層を構成する上記第2の窒化
物系III−V族化合物半導体はInx Ga1-x N(た
だし、0≦x<1)であることを特徴とする請求項21
記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項24】 上記キャップ層を構成する上記第3の
窒化物系III−V族化合物半導体はAly Ga1-y N
(ただし、0≦y<1)であることを特徴とする請求項
21記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項25】 上記キャップ層に接した、Gaを含む
第4の窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型
層を有することを特徴とする請求項21記載の半導体発
光素子の製造方法。 - 【請求項26】 上記p型層を構成する上記第4の窒化
物系III−V族化合物半導体はGaNであることを特
徴とする請求項25記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項27】 上記p型層を構成する上記第4の窒化
物系III−V族化合物半導体はInz Ga1-z N(た
だし、0≦z<1)であることを特徴とする請求項25
記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項28】 上記活性層は井戸層と障壁層とからな
る多重量子井戸構造を有し、上記中間層のIn組成は上
記障壁層のIn組成と同じか、または、より小さいこと
を特徴とする請求項21記載の半導体発光素子の製造方
法。 - 【請求項29】 上記中間層を構成する上記第2の窒化
物系III−V族化合物半導体のIn組成は上記活性層
から離れるにしたがって減少することを特徴とする請求
項21記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項30】 上記中間層に含まれるInは5×10
19cm-3以下であることを特徴とする請求項21記載の
半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項31】 上記中間層の厚さは8nm以上である
ことを特徴とする請求項21記載の半導体発光素子の製
造方法。 - 【請求項32】 上記p型層中に含まれるInは1×1
017cm-3以上5×1019cm-3以下であることを特徴
とする請求項21記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項33】 上記p型層は光導波層であることを特
徴とする請求項21記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項34】 InおよびGaを含む第1の窒化物系
III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、上記第1の窒化物系III−V族
化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、光導波層またはクラッド層として
用いられるGaを含む第5の窒化物系III−V族化合
物半導体からなるp型層とを有する半導体発光素子の製
造方法であって、 上記活性層を成長させた後、成長温度を上昇させながら
上記中間層を成長させるようにしたことを特徴とする半
導体発光素子の製造方法。 - 【請求項35】 上記中間層の成長終了時点の成長温度
が上記キャップ層の成長温度とほぼ同じであることを特
徴とする請求項34記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項36】 上記中間層を構成する上記第2の窒化
物系III−V族化合物半導体はInx Ga1-x N(た
だし、0≦x<1)であることを特徴とする請求項34
記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項37】 上記活性層は井戸層と障壁層とからな
る多重量子井戸構造を有し、上記中間層のIn組成は上
記障壁層のIn組成と同じか、または、より小さいこと
を特徴とする請求項34記載の半導体発光素子の製造方
法。 - 【請求項38】 上記中間層を構成する上記第2の窒化
物系III−V族化合物半導体のIn組成は上記活性層
から離れるにしたがって減少することを特徴とする請求
項34記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項39】 上記中間層に含まれるInは5×10
19cm-3以下であることを特徴とする請求項34記載の
半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項40】 上記中間層の厚さは8nm以上である
ことを特徴とする請求項34記載の半導体発光素子の製
造方法。 - 【請求項41】 上記p型層中に含まれるInは1×1
017cm-3以上5×1019cm-3以下であることを特徴
とする請求項34記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項42】 上記p型層は光導波層であることを特
徴とする請求項34記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項43】 InおよびGaを含む第1の窒化物系
III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第1の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化
物系III−V族化合物半導体からなるキャップ層とを
有することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項44】 上記中間層を構成する上記第2の窒化
物系III−V族化合物半導体はInx Ga1-x N(た
だし、0≦x<1)であることを特徴とする請求項43
記載の半導体装置。 - 【請求項45】 上記キャップ層を構成する上記第3の
窒化物系III−V族化合物半導体はAly Ga1-y N
(ただし、0≦y<1)であることを特徴とする請求項
43記載の半導体装置。 - 【請求項46】 上記キャップ層に接した、Gaを含む
第4の窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型
層を有することを特徴とする請求項43記載の半導体装
置。 - 【請求項47】 上記p型層を構成する上記第4の窒化
物系III−V族化合物半導体はGaNであることを特
徴とする請求項46記載の半導体装置。 - 【請求項48】 上記p型層を構成する上記第4の窒化
物系III−V族化合物半導体はInz Ga1-z N(た
だし、0≦z<1)であることを特徴とする請求項46
記載の半導体装置。 - 【請求項49】 上記活性層は井戸層と障壁層とからな
る多重量子井戸構造を有し、上記中間層のIn組成は上
記障壁層のIn組成と同じか、または、より小さいこと
を特徴とする請求項43記載の半導体装置。 - 【請求項50】 上記中間層を構成する上記第2の窒化
物系III−V族化合物半導体のIn組成は上記第1の
窒化物系III−V族化合物半導体からなる層から離れ
るにしたがって減少することを特徴とする請求項43記
載の半導体装置。 - 【請求項51】 上記中間層に含まれるInは5×10
19cm-3以下であることを特徴とする請求項43記載の
半導体装置。 - 【請求項52】 上記中間層の厚さは8nm以上である
ことを特徴とする請求項43記載の半導体装置。 - 【請求項53】 上記p型層中に含まれるInは1×1
017cm-3以上5×1019cm-3以下であることを特徴
とする請求項43記載の半導体装置。 - 【請求項54】 InおよびGaを含む第1の窒化物系
III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第1の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第5の窒化物系III
−V族化合物半導体からなるp型層とを有することを特
徴とする半導体装置。 - 【請求項55】 上記中間層を構成する上記第2の窒化
物系III−V族化合物半導体はInx Ga1-x N(た
だし、0≦x<1)であることを特徴とする請求項54
記載の半導体装置。 - 【請求項56】 上記第1の窒化物系III−V族化合
物半導体からなる層は井戸層と障壁層とからなる多重量
子井戸構造を有し、上記中間層のIn組成は上記障壁層
のIn組成と同じか、または、より小さいことを特徴と
する請求項54記載の半導体装置。 - 【請求項57】 上記中間層を構成する上記第2の窒化
物系III−V族化合物半導体のIn組成は上記第1の
窒化物系III−V族化合物半導体からなる層から離れ
るにしたがって減少することを特徴とする請求項54記
載の半導体装置。 - 【請求項58】 上記中間層に含まれるInは5×10
19cm-3以下であることを特徴とする請求項54記載の
半導体装置。 - 【請求項59】 上記中間層の厚さは8nm以上である
ことを特徴とする請求項54記載の半導体装置。 - 【請求項60】 上記p型層中に含まれるInは1×1
017cm-3以上5×1019cm-3以下であることを特徴
とする請求項54記載の半導体装置。 - 【請求項61】 InおよびGaを含む第1の窒化物系
III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第1の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化
物系III−V族化合物半導体からなるキャップ層とを
有する半導体装置の製造方法であって、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層を成長させた後、成長温度を上昇させながら上記中間
層を成長させるようにしたことを特徴とする半導体装置
の製造方法。 - 【請求項62】 上記中間層の成長終了時点の成長温度
が上記キャップ層の成長温度とほぼ同じであることを特
徴とする請求項61記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項63】 上記中間層を構成する上記第2の窒化
物系III−V族化合物半導体はInx Ga1-x N(た
だし、0≦x<1)であることを特徴とする請求項61
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項64】 上記キャップ層を構成する上記第3の
窒化物系III−V族化合物半導体はAly Ga1-y N
(ただし、0≦y<1)であることを特徴とする請求項
61記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項65】 上記キャップ層に接した、Gaを含む
第4の窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型
層を有することを特徴とする請求項61記載の半導体装
置の製造方法。 - 【請求項66】 上記p型層を構成する上記第4の窒化
物系III−V族化合物半導体はGaNであることを特
徴とする請求項65記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項67】 上記p型層を構成する上記第4の窒化
物系III−V族化合物半導体はInz Ga1-z N(た
だし、0≦z<1)であることを特徴とする請求項65
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項68】 上記第1の窒化物系III−V族化合
物半導体からなる層は井戸層と障壁層とからなる多重量
子井戸構造を有し、上記中間層のIn組成は上記障壁層
のIn組成と同じか、または、より小さいことを特徴と
する請求項61記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項69】 上記中間層を構成する上記第2の窒化
物系III−V族化合物半導体のIn組成は上記第1の
窒化物系III−V族化合物半導体からなる層から離れ
るにしたがって減少することを特徴とする請求項61記
載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項70】 上記中間層に含まれるInは5×10
19cm-3以下であることを特徴とする請求項61記載の
半導体装置の製造方法。 - 【請求項71】 上記中間層の厚さは8nm以上である
ことを特徴とする請求項61記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項72】 上記p型層中に含まれるInは1×1
017cm-3以上5×1019cm-3以下であることを特徴
とする請求項61記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項73】 InおよびGaを含む第1の窒化物系
III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第1の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第5の窒化物系III
−V族化合物半導体からなるp型層とを有する半導体装
置の製造方法であって、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層を成長させた後、成長温度を上昇させながら上記中間
層を成長させるようにしたことを特徴とする半導体装置
の製造方法。 - 【請求項74】 上記中間層の成長終了時点の成長温度
が上記キャップ層の成長温度とほぼ同じであることを特
徴とする請求項73記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項75】 上記中間層を構成する上記第2の窒化
物系III−V族化合物半導体はInx Ga1-x N(た
だし、0≦x<1)であることを特徴とする請求項73
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項76】 上記第1の窒化物系III−V族化合
物半導体からなる層は井戸層と障壁層とからなる多重量
子井戸構造を有し、上記中間層のIn組成は上記障壁層
のIn組成と同じか、または、より小さいことを特徴と
する請求項73記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項77】 上記中間層を構成する上記第2の窒化
物系III−V族化合物半導体のIn組成は上記第1の
窒化物系III−V族化合物半導体からなる層から離れ
るにしたがって減少することを特徴とする請求項73記
載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項78】 上記中間層に含まれるInは5×10
19cm-3以下であることを特徴とする請求項73記載の
半導体装置の製造方法。 - 【請求項79】 上記中間層の厚さは8nm以上である
ことを特徴とする請求項73記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項80】 上記p型層中に含まれるInは1×1
017cm-3以上5×1019cm-3以下であることを特徴
とする請求項73記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項81】 InおよびGaを含む第1の窒化物系
III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる光導波層と、 上記光導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒
化物系III−V族化合物半導体からなるキャップ層
と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型クラッ
ド層とを有することを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項82】 上記キャップ層のバンドギャップは上
記p型クラッド層のバンドギャップより大きいことを特
徴とする請求項81記載の半導体発光素子。 - 【請求項83】 上記キャップ層を構成する上記第3の
窒化物系III−V族化合物半導体はAly Ga1-y N
(ただし、0≦y<1)であることを特徴とする請求項
81記載の半導体発光素子。 - 【請求項84】 上記キャップ層の厚さは2nm以上で
あることを特徴とする請求項81記載の半導体発光素
子。 - 【請求項85】 上記光導波層はアンドープであること
を特徴とする請求項81記載の半導体発光素子。 - 【請求項86】 上記光導波層の厚さは8nm以上であ
ることを特徴とする請求項81記載の半導体発光素子。 - 【請求項87】 InおよびGaを含む第1の窒化物系
III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、上記第1の窒化物系III−V族
化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる光導波層と、 上記光導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒
化物系III−V族化合物半導体からなるキャップ層
と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型クラッ
ド層とを有することを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項88】 上記キャップ層のバンドギャップは上
記p型クラッド層のバンドギャップより大きいことを特
徴とする請求項87記載の半導体発光素子。 - 【請求項89】 上記中間層を構成する上記第2の窒化
物系III−V族化合物半導体はInx Ga1-x N(た
だし、0≦x<1)であることを特徴とする請求項87
記載の半導体発光素子。 - 【請求項90】 上記キャップ層を構成する上記第3の
窒化物系III−V族化合物半導体はAly Ga1-y N
(ただし、0≦y<1)であることを特徴とする請求項
87記載の半導体発光素子。 - 【請求項91】 上記キャップ層の厚さは2nm以上で
あることを特徴とする請求項87記載の半導体発光素
子。 - 【請求項92】 上記光導波層はアンドープであること
を特徴とする請求項87記載の半導体発光素子。 - 【請求項93】 上記光導波層の厚さは8nm以上であ
ることを特徴とする請求項87記載の半導体発光素子。 - 【請求項94】 InおよびGaを含む第1の窒化物系
III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる第1の光導波層と、 上記第1の光導波層に接した、AlおよびGaを含む第
3の窒化物系III−V族化合物半導体からなるキャッ
プ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる第2の光導波層と、 上記第2の光導波層に接した、上記第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第
7の窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型ク
ラッド層とを有することを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項95】 InおよびGaを含む第1の窒化物系
III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、上記第1の窒化物系III−V族
化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる第1の光導波層と、 上記第1の光導波層に接した、AlおよびGaを含む第
3の窒化物系III−V族化合物半導体からなるキャッ
プ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる第2の光導波層と、 上記第2の光導波層に接した、上記第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第
7の窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型ク
ラッド層とを有することを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項96】 InおよびGaを含む第1の窒化物系
III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる第1の光導波層と、 上記第1の光導波層に接した、AlおよびGaを含む第
3の窒化物系III−V族化合物半導体により障壁層が
形成された超格子からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる第2の光導波層と、 上記第2の光導波層に接した、上記第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第
7の窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型ク
ラッド層とを有することを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項97】 InおよびGaを含む第1の窒化物系
III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、上記第1の窒化物系III−V族
化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる第1の光導波層と、 上記第1の光導波層に接した、AlおよびGaを含む第
3の窒化物系III−V族化合物半導体により障壁層が
形成された超格子からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる第2の光導波層と、 上記第2の光導波層に接した、上記第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第
7の窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型ク
ラッド層とを有することを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項98】 InおよびGaを含む第1の窒化物系
III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる光導波層と、 上記光導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒
化物系III−V族化合物半導体により障壁層が形成さ
れた超格子からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型クラッ
ド層とを有することを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項99】 InおよびGaを含む第1の窒化物系
III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、上記第1の窒化物系III−V族
化合物半導体と異なるInおよびGaを含む中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる光導波層と、 上記光導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒
化物系III−V族化合物半導体により障壁層が形成さ
れた超格子からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型クラッ
ド層とを有することを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項100】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる光導波層と、 上記光導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒
化物系III−V族化合物半導体からなるキャップ層
と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型クラッ
ド層とを有する半導体発光素子の製造方法であって、 上記活性層、上記光導波層および上記キャップ層は、実
質的に水素を含まず、窒素を主成分とするキャリアガス
雰囲気中で成長させ、 上記p型クラッド層は、窒素と水素とを主成分とするキ
ャリアガス雰囲気中で成長させるようにしたことを特徴
とする半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項101】 上記実質的に水素を含まず、窒素を
主成分とするキャリアガス雰囲気はN2 ガス雰囲気であ
ることを特徴とする請求項100記載の半導体発光素子
の製造方法。 - 【請求項102】 上記窒素と水素とを主成分とするキ
ャリアガス雰囲気はN2 とH2 との混合ガス雰囲気であ
ることを特徴とする請求項100記載の半導体発光素子
の製造方法。 - 【請求項103】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる光導波層と、 上記光導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒
化物系III−V族化合物半導体からなるキャップ層
と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型クラッ
ド層とを有する半導体発光素子の製造方法であって、 上記活性層、上記光導波層および上記キャップ層を上記
p型クラッド層の成長温度よりも低い成長温度で成長さ
せるようにしたことを特徴とする半導体発光素子の製造
方法。 - 【請求項104】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、上記第1の窒化物系III−V族
化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる光導波層と、 上記光導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒
化物系III−V族化合物半導体からなるキャップ層
と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型クラッ
ド層とを有する半導体発光素子の製造方法であって、 上記活性層、上記中間層、上記光導波層および上記キャ
ップ層は、実質的に水素を含まず、窒素を主成分とする
キャリアガス雰囲気中で成長させ、 上記p型クラッド層は、窒素と水素とを主成分とするキ
ャリアガス雰囲気中で成長させるようにしたことを特徴
とする半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項105】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、上記第1の窒化物系III−V族
化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる光導波層と、 上記光導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒
化物系III−V族化合物半導体からなるキャップ層
と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型クラッ
ド層とを有する半導体発光素子の製造方法であって、 上記活性層、上記中間層、上記光導波層および上記キャ
ップ層を上記p型クラッド層の成長温度よりも低い成長
温度で成長させるようにしたことを特徴とする半導体発
光素子の製造方法。 - 【請求項106】 上記活性層および上記中間層を上記
光導波層および上記キャップ層の成長温度よりも低い成
長温度で成長させるようにしたことを特徴とする請求項
105記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項107】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる第1の光導波層と、 上記第1の光導波層に接した、AlおよびGaを含む第
3の窒化物系III−V族化合物半導体からなるキャッ
プ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる第2の光導波層と、 上記第2の光導波層に接した、上記第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第
7の窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型ク
ラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であっ
て、 上記活性層、上記第1の光導波層および上記キャップ層
は、実質的に水素を含まず、窒素を主成分とするキャリ
アガス雰囲気中で成長させ、 上記第2の光導波層および上記p型クラッド層は、窒素
と水素とを主成分とするキャリアガス雰囲気中で成長さ
せるようにしたことを特徴とする半導体発光素子の製造
方法。 - 【請求項108】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる第1の光導波層と、 上記第1の光導波層に接した、AlおよびGaを含む第
3の窒化物系III−V族化合物半導体からなるキャッ
プ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる第2の光導波層と、 上記第2の光導波層に接した、上記第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第
7の窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型ク
ラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であっ
て、 上記活性層、上記第1の光導波層および上記キャップ層
を上記第2の光導波層および上記p型クラッド層の成長
温度よりも低い成長温度で成長させるようにしたことを
特徴とする半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項109】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、上記第1の窒化物系III−V族
化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる第1の光導波層と、 上記第1の光導波層に接した、AlおよびGaを含む第
3の窒化物系III−V族化合物半導体からなるキャッ
プ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる第2の光導波層と、 上記第2の光導波層に接した、上記第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第
7の窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型ク
ラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であっ
て、 上記活性層、上記中間層、上記第1の光導波層および上
記キャップ層は、実質的に水素を含まず、窒素を主成分
とするキャリアガス雰囲気中で成長させ、 上記第2の光導波層および上記p型クラッド層は、窒素
と水素とを主成分とするキャリアガス雰囲気中で成長さ
せるようにしたことを特徴とする半導体発光素子の製造
方法。 - 【請求項110】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、上記第1の窒化物系III−V族
化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる第1の光導波層と、 上記第1の光導波層に接した、AlおよびGaを含む第
3の窒化物系III−V族化合物半導体からなるキャッ
プ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる第2の光導波層と、 上記第2の光導波層に接した、上記第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第
7の窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型ク
ラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であっ
て、 上記活性層、上記中間層、上記第1の光導波層および上
記キャップ層を上記第2の光導波層および上記p型クラ
ッド層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるよう
にしたことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項111】 上記活性層を上記中間層、上記第1
の光導波層および上記キャップ層の成長温度よりも低い
成長温度で成長させるようにしたことを特徴とする請求
項110記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項112】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる第1の光導波層と、 上記第1の光導波層に接した、AlおよびGaを含む第
3の窒化物系III−V族化合物半導体により障壁層が
形成された超格子からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる第2の光導波層と、 上記第2の光導波層に接した、上記第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第
7の窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型ク
ラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であっ
て、 上記活性層、上記第1の光導波層および上記キャップ層
は、実質的に水素を含まず、窒素を主成分とするキャリ
アガス雰囲気中で成長させ、 上記第2の光導波層および上記p型クラッド層は、窒素
と水素とを主成分とするキャリアガス雰囲気中で成長さ
せるようにしたことを特徴とする半導体発光素子の製造
方法。 - 【請求項113】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる第1の光導波層と、 上記第1の光導波層に接した、AlおよびGaを含む第
3の窒化物系III−V族化合物半導体により障壁層が
形成された超格子からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる第2の光導波層と、 上記第2の光導波層に接した、上記第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第
7の窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型ク
ラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であっ
て、 上記活性層、上記第1の光導波層および上記キャップ層
を上記第2の光導波層および上記p型クラッド層の成長
温度よりも低い成長温度で成長させるようにしたことを
特徴とする半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項114】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、上記第1の窒化物系III−V族
化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる第1の光導波層と、 上記第1の光導波層に接した、AlおよびGaを含む第
3の窒化物系III−V族化合物半導体により障壁層が
形成された超格子からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる第2の光導波層と、 上記第2の光導波層に接した、上記第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第
7の窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型ク
ラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であっ
て、 上記活性層、上記中間層、上記第1の光導波層および上
記キャップ層は、実質的に水素を含まず、窒素を主成分
とするキャリアガス雰囲気中で成長させ、 上記第2の光導波層および上記p型クラッド層は、窒素
と水素とを主成分とするキャリアガス雰囲気中で成長さ
せるようにしたことを特徴とする半導体発光素子の製造
方法。 - 【請求項115】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、上記第1の窒化物系III−V族
化合物半導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化
物系III−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる第1の光導波層と、 上記第1の光導波層に接した、AlおよびGaを含む第
3の窒化物系III−V族化合物半導体により障壁層が
形成された超格子からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる第2の光導波層と、 上記第2の光導波層に接した、上記第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第
7の窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型ク
ラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であっ
て、 上記活性層、上記中間層、上記第1の光導波層および上
記キャップ層を上記第2の光導波層および上記p型クラ
ッド層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるよう
にしたことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項116】 上記活性層および上記中間層を上記
第1の光導波層および上記キャップ層の成長温度よりも
低い成長温度で成長させるようにしたことを特徴とする
請求項115記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項117】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる光導波層と、 上記光導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒
化物系III−V族化合物半導体により障壁層が形成さ
れた超格子からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型クラッ
ド層とを有する半導体発光素子の製造方法であって、 上記活性層、上記光導波層および上記キャップ層は、実
質的に水素を含まず、窒素を主成分とするキャリアガス
雰囲気中で成長させ、 上記p型クラッド層は、窒素と水素とを主成分とするキ
ャリアガス雰囲気中で成長させるようにしたことを特徴
とする半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項118】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる光導波層と、 上記光導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒
化物系III−V族化合物半導体により障壁層が形成さ
れた超格子からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型クラッ
ド層とを有する半導体発光素子の製造方法であって、 上記活性層、上記光導波層および上記キャップ層を上記
p型クラッド層の成長温度よりも低い成長温度で成長さ
せるようにしたことを特徴とする半導体発光素子の製造
方法。 - 【請求項119】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、上記第1の窒化物系III−V族
化合物半導体と異なるInおよびGaを含む中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる光導波層と、 上記光導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒
化物系III−V族化合物半導体により障壁層が形成さ
れた超格子からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型クラッ
ド層とを有する半導体発光素子の製造方法であって、 上記活性層、上記中間層、上記光導波層および上記キャ
ップ層は、実質的に水素を含まず、窒素を主成分とする
キャリアガス雰囲気中で成長させ、 上記p型クラッド層は、窒素と水素とを主成分とするキ
ャリアガス雰囲気中で成長させるようにしたことを特徴
とする半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項120】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる活性層と、 上記活性層に接した、上記第1の窒化物系III−V族
化合物半導体と異なるInおよびGaを含む中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる光導波層と、 上記光導波層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒
化物系III−V族化合物半導体により障壁層が形成さ
れた超格子からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型クラッ
ド層とを有する半導体発光素子の製造方法であって、 上記活性層、上記中間層、上記光導波層および上記キャ
ップ層を上記p型クラッド層の成長温度よりも低い成長
温度で成長させるようにしたことを特徴とする半導体発
光素子の製造方法。 - 【請求項121】 上記活性層および上記中間層を上記
光導波層および上記キャップ層の成長温度よりも低い成
長温度で成長させるようにしたことを特徴とする請求項
120記載の半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項122】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III−V族化
合物半導体からなる層と、 上記第6の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型層とを
有することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項123】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第1の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層と、 上記第6の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型層とを
有することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項124】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III−V族化
合物半導体からなる層と、 上記第8の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる層と、 上記第9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第3の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるp型層とを有することを
特徴とする半導体装置。 - 【請求項125】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第1の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層と、 上記第8の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる層と、 上記第9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第3の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるp型層とを有することを
特徴とする半導体装置。 - 【請求項126】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III−V族化
合物半導体からなる層と、 上記第8の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子
からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる層と、 上記第9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第3の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるp型層とを有することを
特徴とする半導体装置。 - 【請求項127】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第1の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層と、 上記第8の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子
からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる層と、 上記第9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第3の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるp型層とを有することを
特徴とする半導体装置。 - 【請求項128】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III−V族化
合物半導体からなる層と、 上記第6の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子
からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型層とを
有することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項129】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第1の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるInおよびGaを含む中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層と、 上記第6の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子
からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型層とを
有することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項130】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III−V族化
合物半導体からなる層と、 上記第6の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型層とを
有する半導体装置の製造方法であって、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層、上記第6の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層および上記キャップ層は、実質的に水素を含ま
ず、窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気中で成長さ
せ、 上記p型層は、窒素と水素とを主成分とするキャリアガ
ス雰囲気中で成長させるようにしたことを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項131】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III−V族化
合物半導体からなる層と、 上記第6の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型層とを
有する半導体装置の製造方法であって、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層、上記第6の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層および上記キャップ層を上記p型層の成長温度よ
りも低い成長温度で成長させるようにしたことを特徴と
する半導体装置の製造方法。 - 【請求項132】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第1の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層と、 上記第6の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型層とを
有する半導体装置の製造方法であって、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層、上記中間層、上記第6の窒化物系III−V族化合
物半導体からなる層および上記キャップ層は、実質的に
水素を含まず、窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気
中で成長させ、 上記p型層は、窒素と水素とを主成分とするキャリアガ
ス雰囲気中で成長させるようにしたことを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項133】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第1の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層と、 上記第6の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型層とを
有する半導体装置の製造方法であって、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層、上記中間層、上記第6の窒化物系III−V族化合
物半導体からなる層および上記キャップ層を上記p型層
の成長温度よりも低い成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項134】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III−V族化
合物半導体からなる層と、 上記第8の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる層と、 上記第9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第3の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるp型層とを有する半導体
装置の製造方法であって、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層、上記第8の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層および上記キャップ層は、実質的に水素を含ま
ず、窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気中で成長さ
せ、 上記第9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層および上記p型層は、窒素と水素とを主成分とするキ
ャリアガス雰囲気中で成長させるようにしたことを特徴
とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項135】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III−V族化
合物半導体からなる層と、 上記第8の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる層と、 上記第9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第3の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるp型層とを有する半導体
装置の製造方法であって、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層、上記第8の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層および上記キャップ層を上記第9の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる層および上記p型層の成
長温度よりも低い成長温度で成長させるようにしたこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項136】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第1の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層と、 上記第8の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる層と、 上記第9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第3の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるp型層とを有する半導体
装置の製造方法であって、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層、上記中間層、上記第8の窒化物系III−V族化合
物半導体からなる層および上記キャップ層は、実質的に
水素を含まず、窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気
中で成長させ、 上記第9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層および上記p型層は、窒素と水素とを主成分とするキ
ャリアガス雰囲気中で成長させるようにしたことを特徴
とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項137】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第1の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層と、 上記第8の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる層と、 上記第9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第3の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるp型層とを有する半導体
装置の製造方法であって、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層、上記中間層、上記第8の窒化物系III−V族化合
物半導体からなる層および上記キャップ層を上記第9の
窒化物系III−V族化合物半導体からなる層および上
記p型層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるよ
うにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項138】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III−V族化
合物半導体からなる層と、 上記第8の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子
からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる層と、 上記第9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第3の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるp型層とを有する半導体
装置の製造方法であって、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層、上記第8の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層および上記キャップ層は、実質的に水素を含ま
ず、窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気中で成長さ
せ、 上記第9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層および上記p型クラッド層は、窒素と水素とを主成分
とするキャリアガス雰囲気中で成長させるようにしたこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項139】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III−V族化
合物半導体からなる層と、 上記第8の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子
からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる層と、 上記第9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第3の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるp型層とを有する半導体
装置の製造方法であって、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層、上記第8の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層および上記キャップ層を上記第9の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる層および上記p型層の成
長温度よりも低い成長温度で成長させるようにしたこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項140】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第1の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層と、 上記第8の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子
からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる層と、 上記第9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第3の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるp型層とを有する半導体
装置の製造方法であって、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層、上記中間層、上記第8の窒化物系III−V族化合
物半導体からなる層および上記キャップ層は、実質的に
水素を含まず、窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気
中で成長させ、 上記第9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層および上記p型層は、窒素と水素とを主成分とするキ
ャリアガス雰囲気中で成長させるようにしたことを特徴
とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項141】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第1の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるInおよびGaを含む第2の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第8の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層と、 上記第8の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子
からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、Gaを含む第9の窒化物系I
II−V族化合物半導体からなる層と、 上記第9の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第3の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるAlおよびGaを含む第7の窒化物系II
I−V族化合物半導体からなるp型層とを有する半導体
装置の製造方法であって、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層、上記中間層、上記第8の窒化物系III−V族化合
物半導体からなる層および上記キャップ層を上記第9の
窒化物系III−V族化合物半導体からなる層および上
記p型層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるよ
うにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項142】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III−V族化
合物半導体からなる層と、 上記第6の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子
からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型層とを
有する半導体装置の製造方法であって、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層、上記第6の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層および上記キャップ層は、実質的に水素を含ま
ず、窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気中で成長さ
せ、 上記p型層は、窒素と水素とを主成分とするキャリアガ
ス雰囲気中で成長させるようにしたことを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項143】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III−V族化
合物半導体からなる層と、 上記第6の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子
からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型層とを
有する半導体装置の製造方法であって、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層、上記第6の窒化物系III−V族化合物半導体から
なる層および上記キャップ層を上記p型層の成長温度よ
りも低い成長温度で成長させるようにしたことを特徴と
する半導体装置の製造方法。 - 【請求項144】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第1の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるInおよびGaを含む中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層と、 上記第6の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子
からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型層とを
有する半導体装置の製造方法であって、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層、上記中間層、上記第6の窒化物系III−V族化合
物半導体からなる層および上記キャップ層は、実質的に
水素を含まず、窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気
中で成長させ、 上記p型層は、窒素と水素とを主成分とするキャリアガ
ス雰囲気中で成長させるようにしたことを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項145】 InおよびGaを含む第1の窒化物
系III−V族化合物半導体からなる層と、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、上記第1の窒化物系III−V族化合物半
導体と異なるInおよびGaを含む中間層と、 上記中間層に接した、Gaを含む第6の窒化物系III
−V族化合物半導体からなる層と、 上記第6の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層に接した、AlおよびGaを含む第3の窒化物系II
I−V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子
からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、上記第3の窒化物系III−
V族化合物半導体と異なるAlおよびGaを含む第7の
窒化物系III−V族化合物半導体からなるp型層とを
有する半導体装置の製造方法であって、 上記第1の窒化物系III−V族化合物半導体からなる
層、上記中間層、上記第6の窒化物系III−V族化合
物半導体からなる層および上記キャップ層を上記p型ク
ラッド層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるよ
うにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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