JP2003273472A - 窒化物半導体の薄膜形成方法および窒化物半導体発光素子 - Google Patents

窒化物半導体の薄膜形成方法および窒化物半導体発光素子

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    • H01S5/2077—Methods of obtaining the confinement using lateral bandgap control during growth, e.g. selective growth, mask induced

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ｐ型窒化物半導体と電極間の接触抵抗および
注入キャリアの非発光表面再結合による損失を低減させ
た、低消費電力、又は／及び、レーザ発振閾値の低い窒
化物半導体発光素子およびそのための窒化物半導体の薄
膜形成方法を提供すること。 【解決手段】 基板上に、窒化物半導体薄膜の［１−１
００］方向に平行となるストライプ状の開口部１２を有
するマスク材１３を形成し、この開口部１２に、Ｍｇを
ドーピングさせた窒化物半導体薄膜１１を選択成長させ
ることとした。この窒化物半導体薄膜１１は、（０００
１）面１６が成長することにより形成された部分１４
と、｛１１−２ｘ｝（ｘ＝０，１，２）ファセット面１
７が成長することにより形成された部分１５とからな
り、部分１５のＭｇ濃度を、部分１４のＭｇ濃度に比べ
て低くなるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、窒化物半導体の薄
膜形成方法および窒化物半導体発光素子に関し、より詳
細には、ｐ型窒化物半導体と電極間の接触抵抗および注
入キャリアの非発光表面再結合による損失を低減させ
た、低消費電力、又は／及び、レーザ発振閾値の低い窒
化物半導体発光素子およびそのための窒化物半導体の薄
膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】窒化物半導体は、III 族元素であるＢ，
Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎのうち少なくとも一つの元素と、窒素
との化合物であり、ＢＮ，ＧａＮ，ＡｌＧａＮ，ＩｎＧ
ａＮ，あるいは、ＡｌＩｎＧａＮ等の種類があり、これ
らの窒化物半導体は、可視光領域から近紫外領域の短波
長帯の発光材料として、近年盛んに研究および技術開発
が行われている。
【０００３】窒化物半導体薄膜を用いた発光ダイオード
からは橙色から紫外領域の発光が得られ、これらの窒化
物半導体薄膜を用いた発光ダイオードに関しては、例え
ば、１９９６年発行の応用物理第６５巻第７号６７６ペ
ージで中村修二が解説している。
【０００４】一方、窒化物半導体を用いた半導体レーザ
（以後、「窒化物半導体レーザ」という）では、４５０
ｎｍから３７０ｎｍ前後の発振波長で室温連続発振が達
成されており、窒化物半導体レーザに関しては、例え
ば、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｐａｒｔ２，ｖ
ｏｌ．３６（１９９７）ｐｐ．５３９３で、Ｉ．Ａｋａ
ｓａｋｉ等による解説がある。また、ドライエッチング
によりメサストライプを形成した窒化物半導体レーザも
作製されており、この窒化物半導体レーザについては、
Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｐａｒｔ２，ｖｏ
ｌ．３５（１９９６）ｐｐ．Ｌ７４で、Ｓ．Ｎａｋａｍ
ｕｒａ等が報告している。
【０００５】図１０は、ドライエッチングによりメサス
トライプを形成した窒化物半導体レーザの構成例を説明
するための図で、図１０（ａ）は窒化物半導体レーザの
平面図で、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＩ−Ｉ´部分
の断面を示している。
【０００６】この窒化物半導体レーザでは、サファイア
基板１００上に形成したｎ型のＧａＮ（ｎ−ＧａＮ）層
１０１の上に、ｎ型の窒化物半導体多層膜１０２と、Ｉ
ｎＧａＮの多重量子井戸（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕａ
ｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ）活性層１０３と、ｐ型の窒化物半
導体多層膜１０４とを積層させてレーザ多層構造薄膜を
形成し、これを反応性イオンエッチングでメサ構造とし
た後にｐ型電極１０５とｎ型電極１０６とを形成してレ
ーザを構成している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】現在、ｐ型の窒化物半
導体を得るためには、一般的にはＭｇがドーパントとし
て用いられている。しかしながら、現在最も広く使用さ
れている窒化物半導体結晶であるＧａＮの場合、ＧａＮ
結晶中でのＭｇの活性化エネルギは２００ｍｅＶ程度で
あり室温の熱エネルギに比べて非常に大きいため、〜１
０１７ｃｍ−３程度のホール濃度しか得られていない。
さらに、ＧａＮ結晶はバンドギャップが大きく、良好な
オーミック接触を得るのに適した仕事関数を有する適当
な金属材料もない。これらの理由により、ｐ型ＧａＮ
（ｐ−ＧａＮ）と電極との接触抵抗は他の半導体の場合
に比べて桁違いに大きくなり、窒化物半導体を用いた発
光素子の特性を向上させる障害となっているという問題
があった。
【０００８】また、図１０に示す構成のレーザの場合、
メサは、サファイア基板１００とｎ−ＧａＮ層１０１と
の界面近傍に存在するバッファ層領域にまで達している
ため、横方向（サファイヤ基板１００に平行で共振器に
垂直な方向）の光閉じこめが非常に強いという特長があ
る。しかしながら、活性層であるＩｎＧａＮ−ＭＱＷ層
１０３の端面が露出しているため、電極１０５、１０６
からＩｎＧａＮ−ＭＱＷ層１０３に注入されたキャリア
がＩｎＧａＮ−ＭＱＷ層１０３の端面で非発光的に表面
再結合しやすく、その結果、レーザ発振閾値や動作時消
費電力が高くなってしまうという問題があった。
【０００９】本発明は、上述したような、窒化物半導体
を用いた発光ダイオードや半導体レーザ等の発光素子で
問題となっているｐ型窒化物半導体と電極との間の接触
抵抗がデバイス特性に与える悪影響を軽減する手法、お
よび、窒化物半導体レーザで問題となっている注入キャ
リアの非発光表面再結合による内部量子効率の損失を抑
制する手法を提案し、上記の２つの問題点を同時に解決
可能な窒化物半導体発光素子およびそのための薄膜形成
方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、基板上
に、（０００１）面を主方位面とする窒化物半導体を選
択成長させて薄膜形成するための方法であって、前記基
板の主方位面上に、選択成長させる窒化物半導体の［１
−１００］方向に平行なストライプ状の開口部、また
は、任意の辺が選択成長させる窒化物半導体薄膜の［１
−１００］方向に平行な多角形状の開口部を有するマス
ク材を形成して前記基板の主方位面の一部を露出させ、
該開口部領域に、金属ＭｇまたはＭｇ化合物を含有する
ガスを用いた気相成長法により、（０００１）主方位面
方向の成長により形成された第１の窒化物半導体結晶部
分と、１１−２ｘ｝（ｘ＝０，１，２）ファセット面の
成長により形成された第２の窒化物半導体結晶部分と、
からなる窒化物半導体薄膜を選択成長させ、前記第２の
窒化物半導体結晶部分のＭｇ濃度を、前記第１の窒化物
半導体結晶部分のＭｇ濃度に比べて低くすることを特徴
とする。
【００１１】また、請求項２に記載の発明は、基板上
に、（０００１）面を主方位面とする窒化物半導体を選
択成長させて薄膜形成するための方法であって、前記基
板の主方位面上に、選択成長させる窒化物半導体の［１
１−２０］方向に平行なストライプ状の開口部、また
は、任意の辺が選択成長させる窒化物半導体薄膜の［１
１−２０］方向に平行な多角形状の開口部を有するマス
ク材を形成して前記基板の主方位面の一部を露出させ、
該開口部領域に、金属ＭｇまたはＭｇ化合物を含有する
ガスを用いた気相成長法により、（０００１）主方位面
方向の成長により形成された第１の窒化物半導体結晶部
分と、｛１−１０ｘ｝（ｘ＝０，１）ファセット面の成
長により形成された第２の窒化物半導体結晶部分と、か
らなる窒化物半導体薄膜を選択成長させ、前記第２の窒
化物半導体結晶部分のＭｇ濃度を、前記第１の窒化物半
導体結晶部分のＭｇ濃度に比べて低くすることを特徴と
する。
【００１２】また、請求項３に記載の発明は、基板上
に、（０００１）面を主方位面とする窒化物半導体を選
択成長させて薄膜形成するための方法であって、前記基
板の主方位面上に、選択成長させる窒化物半導体の［１
−１００］方向に平行で、かつ、（０００１）面を主方
位面とするストライプ状の窒化物半導体下地層、また
は、任意の辺が選択成長させる窒化物半導体薄膜の［１
−１００］方向に平行で、かつ、（０００１）面を主方
位面とする多角形状の窒化物半導体下地層を形成し、該
窒化物半導体下地層の主方位面および端面に、金属Ｍｇ
またはＭｇ化合物を含有するガスを用いた気相成長法に
より、（０００１）主方位面方向の成長により形成され
た第１の窒化物半導体結晶部分と、｛１１−２ｘ｝（ｘ
＝０，１，２）ファセット面の成長により形成された第
２の窒化物半導体結晶部分と、からなる窒化物半導体薄
膜を選択成長させ、前記第２の窒化物半導体結晶部分の
Ｍｇ濃度を、前記第１の窒化物半導体結晶部分のＭｇ濃
度に比べて低くすることを特徴とする。
【００１３】また、請求項４に記載の発明は、基板上
に、（０００１）面を主方位面とする窒化物半導体を選
択成長させて薄膜形成するための方法であって、前記基
板の主方位面上に、選択成長させる窒化物半導体の［１
１−２０］方向に平行で、かつ、（０００１）面を主方
位面とするストライプ状の窒化物半導体下地層、また
は、任意の辺が選択成長させる窒化物半導体薄膜の［１
１−２０］方向に平行で、かつ、（０００１）面を主方
位面とする多角形状の窒化物半導体下地層を形成し、該
窒化物半導体下地層の主方位面および端面に、金属Ｍｇ
またはＭｇ化合物を含有するガスを用いた気相成長法に
より、（０００１）主方位面方向の成長により形成され
た第１の窒化物半導体結晶部分と、｛１−１０ｘ｝（ｘ
＝０，１）ファセット面の成長により形成された第２の
窒化物半導体結晶部分と、からなる窒化物半導体薄膜を
選択成長させ、前記第２の窒化物半導体結晶部分のＭｇ
濃度を、前記第１の窒化物半導体結晶部分のＭｇ濃度に
比べて低くすることを特徴とする。
【００１４】また、請求項５に記載の発明は、窒化物半
導体発光素子であって、ｐ型電極とｐ型コンタクト層と
を備え、該ｐ型コンタクト層が、請求項１乃至４のいず
れかに記載の窒化物半導体の薄膜形成方法によって形成
された窒化物半導体薄膜により構成された電流狭窄型の
ｐ型コンタクト層であることを特徴とする。
【００１５】さらに、請求項６に記載の発明は、屈折率
導波型の窒化物半導体レーザであって、ｐ型電極とｐ型
コンタクト層とクラッド層とを備え、該ｐ型コンタクト
層とクラッド層の何れもが、請求項１乃至４のいずれか
に記載の窒化物半導体の薄膜形成方法によって形成され
た窒化物半導体薄膜により構成されており、前記ｐ型コ
ンタクト層は、電流狭窄型のｐ型コンタクト層であるこ
とを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。
【００１７】図１は、本発明の窒化物半導体発光素子の
作成工程の第１の例の一部の工程を説明するための図
で、図１（ａ）はこの作成工程における本発明の窒化物
半導体発光素子の平面図で、図１（ｂ）は図１（ａ）の
Ａ−Ａ´部分の断面を示している。
【００１８】この窒化物半導体発光素子は、基板上に、
（０００１）面を主面とする窒化物半導体薄膜を選択成
長させて形成する。ここで、基板としては、窒化物半導
体、サファイア、窒化珪素（ＳｉＣ）、シリコン、ガリ
ウム砒素などを用いることができる。
【００１９】先ず、基板１０と選択成長させる窒化物半
導体薄膜との結晶方位の関係を鑑みて、窒化物半導体薄
膜の［１−１００］方向に平行となるストライプ状の開
口部１２を有するマスク材１３を基板１０の主面に形成
し、さらに、金属ＭｇまたはＭｇ化合物を原料の一つと
して含む成長ガスを用いて有機金属気相成長法（ＭＯＶ
ＰＥ：Ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｕｒ Ｐｈ
ａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）等の気相成長法により、Ｍｇ
をドーピングしながら基板１０の主面に形成したマスク
材１３の開口部１２内に窒化物半導体薄膜１１を選択成
長させる。このとき、窒化物半導体薄膜１１の側面が
｛１１−２ｘ｝ファセット（ｘ＝０，１，２）となるよ
うに、結晶面相互の結晶学的関係および結晶成長条件を
適切に選択する。
【００２０】なお、本明細書全体をとおして、結晶面指
数は、例えば、
【００２１】
【外１】
【００２２】（エイチ、ケイ、アイ・バー、エル）を、
{ｈｋ−ｉｌ}（エイチ、ケイ、マイナス・アイ、エル）
のように表示する。
【００２３】このようなファセット面方位の選択方法と
してはいくつかの方法が考えられ得るが、形成しようと
するファセットにより、開口部１２の形状を種々に変更
する方法等が有効である。この方法によれば、例えば、
マスク材１３の開口部１２の直線部分とその両端に接す
る部分との成す角度が何れも１８０度以下となるように
すると、開口部１２の直線部分近傍の窒化物半導体薄膜
の端面には｛１１−２０｝面のファセットが形成され、
マスク材１３の開口部１２の直線部分とその両端に接す
る部分との成す角度がひとつでも１８０度より大きな角
度となるようにすると、開口部１２の直線部分近傍の窒
化物半導体薄膜の端面には｛１１−２ｘ｝（ｘ＝１また
は２）面のファセットが形成される。
【００２４】一般に、ウルツ鉱型結晶構造を有する窒化
物半導体結晶の選択成長においては、結晶成長速度が比
較的遅い場合には（１１−２０）面の垂直ファセットが
形成され、ある結晶成長速度以上となると（−１−１２
２）面の斜めファセットが形成される傾向があるため、
マスク材１３の開口部１２の直線部分とその両端に接す
る部分との成す角度がひとつでも１８０度より大きな角
度で折れ曲がる部分を有する場合には、この折れ曲がり
部分の近傍において気相やマスク材の表面を介しての原
料の拡散量（供給量）が多くなり、このような折れ曲が
り部分がない場合に比較して結晶成長速度が速くなり、
その結果、マスク材１３の開口部１２の形状によって、
異なる面方位のファセットが形成されることとなる。
【００２５】このようにして得られる窒化物半導体薄膜
１１は、（０００１）面が成長することによって形成さ
れた部分１４（第１の窒化物半導体結晶部分）と、｛１
１−２ｘ｝ファセットが成長することによって形成され
た部分１５（第２の窒化物半導体結晶部分）とから構成
され、これらの結晶表面では、各々の表面構造の違いに
よりドーパントであるＭｇの付着確率すなわち取り込み
効率が異なる。この図において、符号１６は、第１の窒
化物半導体結晶部分の（０００１）面を意味し、符号１
７は、第２の窒化物半導体結晶部分の{１１−２ｘ}（ｘ
＝０，１，２）ファセット面を示している。また、以下
に説明する図面中ではわざわざ符号を付すことはしない
が、（０００１）面が成長することによって形成された
部分である第１の窒化物半導体結晶部分の（０００１）
面と、ファセットが成長することによって形成された部
分である第２の窒化物半導体結晶部分のファセット面
も、図１に示したのと同様に図示されている。
【００２６】本発明で用いたＭＯＶＰＥの典型的な結晶
成長条件下では、（０００１）面のＭｇ取り込み効率の
方が｛１１−２ｘ｝ファセット面のＭｇ取り込み効率に
比較して大きいため、窒化物半導体薄膜１１中のＭｇ含
有量は、（０００１）面が成長することによって形成さ
れた部分１４の方が、｛１１−２ｘ｝ファセットが成長
することによって形成された部分１５よりも遥かに多く
なり、その結果、（０００１）面が成長することによっ
て形成された部分１４の方が｛１１−２ｘ｝ファセット
が成長することによって形成された部分１５よりもバル
ク抵抗が低くなる。
【００２７】このようにして形成した窒化物半導体薄膜
１１の（０００１）面上にｐ型電極を形成して窒化物半
導体発光素子のｐ型コンタクト層として使用すれば、窒
化物半導体薄膜１１を流れる電流はバルク抵抗の低い領
域である（０００１）面が成長することによって形成さ
れた部分１４を選択的に流れることとなり、バルク抵抗
の大きな領域である｛１１−２ｘ｝ファセットが成長す
ることによって形成された部分１５は電流を絞り込む役
割をする電流狭窄層として機能することとなる。従っ
て、この電流狭窄層の存在によりｐ型電極の面積を従来
の窒化物半導体発光素子よりも広くすることができるた
め窒化物半導体とｐ型電極との間の接触抵抗を低く抑え
ることが可能となり、発光素子動作に伴う消費電力を低
減することができる。
【００２８】図２は、本発明の窒化物半導体発光素子の
作成工程の第２の例の一部の工程を説明するための図
で、図２（ａ）はこの作成工程における本発明の窒化物
半導体発光素子の平面図で、図２（ｂ）は図２（ａ）の
Ｂ−Ｂ´部分の断面を示している。
【００２９】この窒化物半導体発光素子は、基板上に、
（０００１）面を主面とする下地層として作用する第１
の窒化物半導体薄膜を予め部分的に形成し、この上に、
第２の窒化物半導体薄膜を選択成長により形成する。こ
こで、基板としては、サファイア、ＳｉＣ、シリコン、
ガリウム砒素などを用いることができる。
【００３０】先ず、基板２０上に予め形成した第１の窒
化物半導体薄膜を、その［１−１００］方向に平行なス
トライプ状にエッチングにより加工して、ストライプ状
窒化物半導体薄膜２２を形成する。
【００３１】さらに、金属ＭｇまたはＭｇ化合物を原料
の一つとして含む成長ガスを用いてＭＯＶＰＥ法等の気
相成長法により、Ｍｇをドーピングしながら、ストライ
プ状窒化物半導体薄膜２２の主面である（０００１）面
とエッチング端面に第２の窒化物半導体薄膜２１を選択
成長させる。この時、第２の窒化物半導体薄膜２１の側
面が｛１１−２ｘ｝ファセット（ｘ＝０，１，２）とな
るように、結晶面相互の結晶学的関係および結晶成長条
件を適切に選択する。
【００３２】この窒化物半導体薄膜２１は、（０００
１）面が成長することによって形成された部分２３と、
｛１１−２ｘ｝ファセットが成長することによって形成
された部分２４とから構成され、既に説明した理由によ
り、窒化物半導体薄膜２１中のＭｇ含有量は、（０００
１）面が成長することによって形成された部分２３の方
が、｛１１−２ｘ｝ファセットが成長することによって
形成された部分２４よりも遥かに多くなる。その結果、
（０００１）面が成長することによって形成された部分
２３の方が｛１１−２ｘ｝ファセットが成長することに
よって形成された部分２４よりもバルク抵抗が低くな
る。
【００３３】このようにして形成した窒化物半導体薄膜
２１の（０００１）面上にｐ型電極を形成して窒化物半
導体発光素子の電流狭窄層として使用すれば、ｐ型電極
の面積を従来の窒化物半導体発光素子よりも広くするこ
とができるため窒化物半導体とｐ型電極との間の接触抵
抗を低く抑えることが可能となり、発光素子動作に伴う
消費電力を低減することができる。また、窒化物半導体
層２１は、そのまま、屈折率導波型の窒化物レーザのク
ラッド層として用いることも可能である。
【００３４】本発明の窒化物半導体発光素子およびその
作製方法は図１および図２を用いて説明した内容に限定
されるものではなく、いくつかのバリエーションが存在
する。
【００３５】例えば、上述のストライプ状のマスク材開
口部１２やストライプ状に加工した第１の窒化物半導体
薄膜２２の向きを、［１−１００］方向の代わりに［１
１−２０］方向に設定することによっても全く同様の効
果が得られる。この場合に得られる窒化物半導体薄膜
は、｛１−１０ｘ｝ファセット（ｘ＝０，１）を側面と
し、かつ、このファセットの成長により形成された部分
のＭｇ含有量の方が（０００１）面の成長により形成さ
れた部分のＭｇ含有量に比べて少ない膜となる。
【００３６】さらに、マスク材の開口部１２の形状や第
１の窒化物半導体薄膜２２を加工する形状をストライプ
状にする代わりに、任意の辺が［１−１００］または
［１１−２０］方向である多角形状にすることによって
も全く同様の効果が得られる。
【００３７】このように、本発明の窒化物半導体発光素
子の作製方法によれば、ｐ型のドーパントであるＭｇを
含有する窒化物半導体薄膜の選択成長を行う際に、結晶
基板の主面上に形成するマスク材の開口部や種結晶とな
る第１の窒化物半導体薄膜を所定の形状や方向にするこ
とにより、窒化物半導体薄膜内部のＭｇ含有量の空間的
分布を自由に設計することが可能となる。
【００３８】さらに、窒化物半導体薄膜をｐ型のコンタ
クト層および電流狭窄層として用いた発光ダイオードま
たは半導体レーザや、窒化物半導体薄膜をｐ型のコンタ
クト層、光閉じこめ層および電流狭窄層として用いた半
導体レーザを作製することとすれば、素子動作時の消費
電力の低減化が図られる。
【００３９】以下に、ＧａＮ系窒化物半導体についての
実施例を挙げ、添付図面を参照して、本発明の実施の形
態を更に具体的かつ詳細に説明する。 （実施例１）図３および図４は、基板としてＧａＮ結晶
を用い、ＭｇをドープしたＧａＮ薄膜をエピタキシャル
に選択成長させる場合の、本発明の窒化物半導体発光素
子の第１の作成実施例の一部の工程を説明するための図
で、図３（ａ）および図４（ａ）はこの作成工程におけ
る本発明の窒化物半導体発光素子の平面図で、図３
（ｂ）および図４（ｂ）の各々は図３（ａ）および図４
（ａ）のＣ−Ｃ´及びＤ−Ｄ´部分の断面を示してい
る。
【００４０】図３は、ＧａＮ結晶基板３０の主方位面
（０００１）の表面にストライプ状の開口部３１を有す
るマスク材３２を形成した状態を表している。このマス
ク材３２は、スパッタ装置により蒸着した二酸化シリコ
ン（ＳｉＯ２）から成る。なお、本実施例では、マスク
材３２の厚みは１００ｎｍとした。また、開口部３１
は、フォトリソグラフィーと希フッ酸によるエッチング
により形成した。
【００４１】図３に示したように、このストライプ状の
開口部３１は、ＧａＮ結晶基板３０の〈１−１００〉方
向に平行であり、開口部３１の幅は、０．１μｍから１
０ｍｍの範囲で設定することができる。なお、結晶学で
は、〈１−１００〉方向に等価なすべての方向をまとめ
て［１−１００］方向と表記し、本明細書全体をとおし
てこの表記法に則って表記してある。
【００４２】図３に示した状態の試料をＭＯＶＰＥ装置
に挿入し、水素をキャリアガスとし、アンモニア、トリ
メチルガリウム（ＴＭＧ）、および、Ｍｇ化合物である
シクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）を原
料として用いて、マスク材の開口部３１の内側に露出し
たＧａＮ結晶基板３０の主方位面（０００１）上に、Ｍ
ｇをドープしたＧａＮ薄膜をエピタキシャルに選択成長
した。
【００４３】水素ガスとアンモニアガスの流量は、それ
ぞれ、０．１〜１００ＳＬＭ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｌｉ
ｔｅｒ ｐｅｒ Ｍｉｎｕｔｅ）の範囲で設定できる。
また、ＴＭＧガスの流量は０．０１〜１０ＳＣＣＭ（Ｓ
ｔａｎｄａｒｄ ＣｕｂｉｃＣｅｎｔｉｍｅｔｅｒ ｐ
ｅｒ Ｍｉｎｕｔｅ）の範囲で設定可能であり、Ｃｐ２
Ｍｇガスの流量はＴＭＧガスの流量の百分の一程度に設
定できる。さらに、基板温度は８００〜１２００℃の範
囲で設定可能である。なお、ＧａＮ薄膜の厚さは、０．
１〜１０μｍ程度にすると、発光ダイオードや半導体レ
ーザ等の発光素子に応用するために都合がよい。
【００４４】図４は、このようにして選択成長させたＭ
ｇドープＧａＮ薄膜の様子を説明するための図で、Ｍｇ
をドープしたＧａＮ薄膜４１の端部側面は｛１１−２
０｝ファセットになっていた。この薄膜の断面を走査型
電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）で観察したところ、コ
ントラストの明るい部分４２と暗い部分４３とが観察さ
れ、コントラストの明るい部分４２は（０００１）面が
成長することによって形成された部分であり、コントラ
ストの暗い部分４３は｛１１−２０｝ファセットが成長
することによって形成された部分に相当していた。
【００４５】既に説明したように、これらの結晶表面で
は、表面構造の違いによりドーパントであるＭｇの付着
確率すなわち取り込み効率が異なる。一方、ＳＥＭ像の
コントラストの相違は、ＧａＮ薄膜中のキャリア濃度
（本実施例の場合、ホール濃度）の差によるものであ
る。すなわち、コントラストの明るい部分４２はホール
濃度が高く低抵抗でＭｇ濃度が高いと考えられ、コント
ラストの暗い部分４３はホール濃度が低く高抵抗でＭｇ
濃度が低いと考えられる。そこで、これらの部分４２と
４３におけるカソードルミネッセンス（ＣＬ：Ｃａｔｈ
ｏｄ Ｌｉｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）測定を行なうことに
より、ＳＥＭ像のコントラストとＭｇ濃度との相関関係
を調べた。
【００４６】図５は、ＳＥＭ像のコントラストの明るい
部分とコントラストの暗い部分とから得られたＣＬスペ
クトルを示す図で、これらのスペクトルのうち、スペク
トル５０はコントラストの明るい部分から得られたＣＬ
スペクトルに対応し、スペクトル５１はコントラストの
暗い部分から得られたＣＬスペクトルに対応する。
【００４７】この図から判るように、コントラストの明
るい部分から得られたＣＬスペクトル５０には、Ｍｇが
適切な濃度でドーピングされた低抵抗ｐ−ＧａＮに特徴
的な４５０ｎｍ付近の青色発光部分が観察されている。
一方、コントラストの暗い部分から得られたＣＬスペク
トル５１は、Ｍｇ濃度が非常に薄い高抵抗ＧａＮに特徴
的な形をしている。さらに、マイクロオージェスペクト
ロスコピー（μ−ＡＥＳ）測定により、コントラストの
明るい部分のＭｇ含有濃度はコントラストの暗い部分よ
り２桁以上高いことが確認された。これらの結果から、
コントラストの明るい部分はＭｇ濃度が高いｐ型低抵抗
領域であり、コントラストの暗い部分はＭｇ濃度が低い
高抵抗領域であると考えられる。また、このようなｐ型
低抵抗部分と高抵抗部分とが隣り合って存在する構造
は、電流狭窄型のｐ型コンタクト層として用いることが
可能であった。
【００４８】（実施例２）本実施例においては、実施例
１におけるストライプ状のマスク開口部３１の方向をＧ
ａＮ結晶基板の〈１１−２０〉方向に平行にして結晶成
長を行なった。その他の工程・条件は、実施例１と全く
同様とし、ＭｇをドープしたＧａＮ薄膜の端部を｛１−
１００｝ファセットとした。
【００４９】ＧａＮ結晶の｛１−１００｝面は（０００
１）面に比べてＭｇの取り込み効率が２桁以上低い。こ
のため実施例１と同様に、選択成長されたＧａＮ薄膜
は、（０００１）面が成長することによって形成された
低抵抗のｐ型の部分と、｛１−１００｝ファセットが成
長することによって形成された高抵抗の部分から構成さ
れていた。この実施例２で記された工程により作製され
た窒化物半導体薄膜もまた、電流狭窄型のｐ型コンタク
ト層として用いることが可能であった。
【００５０】（実施例３）図６および図７は、基板とし
てｎ型のＳｉＣ（０００１）結晶を用い、ｐ型のＡｌＧ
ａＮ系クラッド層とｐ型のＧａＮ系キャップ層とを備え
る本発明の窒化物半導体発光素子の第２の作成実施例の
一部の工程を説明するための図で、図６（ａ）および図
７（ａ）は本発明の窒化物半導体発光素子の作成工程に
おける平面図で、図６（ｂ）および図７（ｂ）の各々は
図６（ａ）および図７（ａ）のＥ−Ｅ´およびＦ−Ｆ´
部分の断面を示している。
【００５１】図６は、後述する第２の窒化物半導体薄膜
の下地層として作用する第１の窒化物半導体薄膜形成工
程終了後の試料の状態を説明するための図で、この窒化
物半導体発光素子は、ｎ型のＳｉＣ（０００１）基板６
０の主面上に、水素をキャリアガスとして用い、アンモ
ニア、ＴＭＧ、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、ト
リメチルインジウム（ＴＭＩ）、シランおよびＣｐ２Ｍ
ｇを原料として用いるＭＯＶＰＥにより、ｎ−Ａｌ
０．１Ｇａ０．９Ｎクラッド層６１と、ｎ−ＧａＮ光ガ
イド層６２と、ＩｎＧａＮのＭＱＷ活性層６３と、ｐ−
ＧａＮ光ガイド層６４とが順次積層されている。以下で
は、これらの各層６１、６２、６３、および、６４をま
とめて第１の窒化物半導体薄膜６５と呼ぶことにする。
【００５２】ここで、水素ガスとアンモニアガスの流量
は、それぞれ、０．１〜１００ＳＬＭの範囲で設定可能
であり、ＴＭＧガスの流量は、０．０１〜１０ＳＣＣＭ
の範囲で設定できる。また、ＴＭＡ、ＴＭＩ、シラン、
およびＣｐ２Ｍｇのガス流量は、ＴＭＧのガス流量に対
して、それぞれ、十分の一、十倍、一万分の一、および
百分の一程度に設定できる。さらに、基板温度は、ｎ−
Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎクラッド層６１、ｎ−ＧａＮ光
ガイド層６２、および、ｐ−ＧａＮ光ガイド層６４を堆
積する際には８００〜１２００℃の範囲で設定でき、Ｉ
ｎＧａＮのＭＱＷ活性層６３を堆積する際には６００〜
９００℃の範囲で設定できる。なお、第１の窒化物半導
体薄膜６５の厚さを０．５〜１０μｍ程度にすると、発
光ダイオードや半導体レーザ等の発光素子に応用するた
めに都合がよい。
【００５３】これに続いて、第１の窒化物半導体薄膜６
５を、ＥＣＲドライエッチングにより、その〈１−１０
０〉方向に平行なストライプ状に加工した。このストラ
イプの幅は、０．１μｍから１０ｍｍの範囲で設定する
ことができる。
【００５４】図７は、後述する第２の窒化物半導体薄膜
形成工程後の試料の状態を説明するための図で、図６に
示した第１の窒化物半導体薄膜形成後の試料に、水素ガ
スをキャリアガスとして用い、アンモニア、ＴＭＧ、Ｔ
ＭＡ、およびＣｐ２Ｍｇを原料として用いるＭＯＶＰＥ
により、ｐ−Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎクラッド層６６と
ｐ−ＧａＮ光ガイド層６７を、第１の窒化物半導体層６
５の上面およびエッチング端面に選択的に成長させた後
の試料の様子を示している。ここで、ｐ−Ａｌ ０．１Ｇ
ａ０．９Ｎクラッド層６６とｐ−ＧａＮ光ガイド層６７
とをまとめて第２の窒化物半導体薄膜６８と呼ぶことに
する。
【００５５】水素ガスとアンモニアガスの流量は、それ
ぞれ、０．１〜１００ＳＬＭの範囲で設定可能であり、
ＴＭＧのガス流量は、０．０１〜１０ＳＣＣＭの範囲で
設定できる。また、ＴＭＡ、およびＣｐ２Ｍｇのガス流
量は、ＴＭＧのガス流量に対して、それぞれ、十倍の
一、および百分の一程度に設定できる。さらに、基板温
度は８００〜１２００℃の範囲で設定できる。第２の窒
化物半導体薄膜６８の厚さは、０．２〜５μｍ程度にす
ると、発光ダイオードや半導体レーザ等の発光素子に応
用するために都合がよい。
【００５６】図７において、第２の窒化物半導体薄膜６
８の端部側面は、実施例１と同様に、｛１１−２０｝フ
ァセットになっていた。また、ｐ−Ａｌ０．１Ｇａ
０．９Ｎクラッド層６６とｐ−ＧａＮキャップ層６７と
もに、それらの｛１１−２０｝面は（０００１）面に比
べてＭｇの取り込み効率が２桁以上低い。このため、実
施例１と同様に、選択成長された第２の窒化物半導体薄
膜６８は、（０００１）面が成長することによって形成
されたｐ型低抵抗の部分と、｛１１−２０｝ファセット
が成長することによって形成された高抵抗の部分とから
構成されていた。
【００５７】本実施例で記された工程により作製された
第２の窒化物半導体薄膜６８もまた、電流狭窄型のｐ型
コンタクト層として用いることが可能であった。さら
に、この試料は、ＳｉＣ（０００１）基板６０の〈１１
−２０〉方向に劈開して共振器を形成することにより、
屈折率導波型の窒化物半導体レーザとして、単一横モー
ドでレーザ発振した。このレーザでは、ＩｎＧａＮのＭ
ＱＷ活性層６３のエッチング端面がｐ−Ａｌ０．１Ｇａ
０．９Ｎクラッド層６６の高抵抗部分に覆われているた
め、従来の窒化物半導体レーザで問題となっていた注入
キャリアの非発光的な表面再結合を抑制させることがで
き発振閾値が低下した。
【００５８】（実施例４）本実施例では、実施例３にお
ける第１の窒化物半導体薄膜６５を、ＥＣＲドライエッ
チングにより、その〈１−１００〉方向ではなく、〈１
１−２０〉方向に平行なストライプ状に加工して窒化物
半導体薄膜を形成した。その他の条件・工程は、実施例
３と全く同様とし、第２の窒化物半導体薄膜の端部側面
を｛１−１００｝ファセットとした。
【００５９】ｐ−Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎ層とｐ−Ｇａ
Ｎ層ともに、それらの｛１−１００｝面は（０００１）
面に比べてＭｇの取り込み効率が２桁以上低い。このた
め、実施例３と同様に、選択成長された窒化物半導体薄
膜は、（０００１）面が成長することによって形成され
たｐ型低抵抗の部分と、｛１−１００｝ファセットが成
長することによって形成された高抵抗の部分から構成さ
れていた。
【００６０】本実施例で記された工程により作製された
第２の窒化物半導体薄膜もまた、電流狭窄型のｐ型コン
タクト層として用いることが可能であった。さらに、こ
の試料ＳｉＣ（０００１）基板の〈１−１００〉方向に
劈開して共振器を形成することにより、屈折率導波型の
窒化物半導体レーザとして、単一横モードでのレーザ発
振が確認された。この場合も、従来の窒化物半導体レー
ザで問題となっていた注入キャリアの非発光的な表面再
結合が抑制され、発振閾値が低下した。
【００６１】（実施例５）図８および図９は、基板とし
てｎ型のＳｉＣ（０００１）結晶を用い、ｐ型のＡｌＧ
ａＮ系クラッド層とｐ−ＧａＮキャップ層とを備える本
発明の窒化物半導体発光素子の作製実施例の一部の工程
を説明するための図で、図８（ａ）および図９（ａ）は
この作製工程における本発明の窒化物半導体発光素子の
平面図で、図８（ｂ）および図９（ｂ）の各々は図８
（ａ）および図９（ａ）のＧ−Ｇ´およびＨ−Ｈ´部分
の断面を示している。
【００６２】図８は、後述する第２の窒化物半導体薄膜
の下地層として作用する第１の窒化物半導体薄膜形成工
程後の試料の状態を説明するための図で、この窒化物半
導体発光素子は、ｎ型のＳｉＣ（０００１）基板８０の
主面上に、水素をキャリアガスとして用い、アンモニ
ア、ＴＭＧ、ＴＭＡ、ＴＭＩ、シランおよびＣｐ２Ｍｇ
を原料として用いるＭＯＶＰＥにより、ｎ−Ａｌ０．１
Ｇａ０．９Ｎクラッド層８１、ｎ−ＧａＮ光ガイド層８
２、ＩｎＧａＮのＭＱＷ活性層８３、およびｐ−ＧａＮ
光ガイド層８４によって構成される第１の窒化物半導体
薄膜８５を形成した。ここで、各ガスの供給量と基板温
度は実施例３の場合と全く同様であり、第１の窒化物半
導体薄膜８５の厚さも実施例３の場合と全く同様であ
る。
【００６３】これに続いて、第１の窒化物半導体薄膜８
５を、ＥＣＲドライエッチングにより、各辺が第１の窒
化物半導体薄膜８５の［１−１００］方向に平行である
正六角形の形状に加工した。なお、この正六角形の一辺
の長さは、０．１μｍから１０ｍｍの範囲で設定でき
る。
【００６４】図９は、後述する第２の窒化物半導体薄膜
形成工程後の試料の状態を説明するための図で、図８に
示した第１の窒化物半導体薄膜形成後の試料に、アンモ
ニア、ＴＭＧ、ＴＭＡおよびＣｐ２Ｍｇを原料として用
いるＭＯＶＰＥにより、ｐ−Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎク
ラッド層８６とｐ−ＧａＮキャップ層８７によって構成
される第２の窒化物半導体薄膜８８を、第１の窒化物半
導体層８５の上面およびエッチング端面に選択的に成長
させた。各ガスの供給量と基板温度は実施例３の場合と
全く同様であり、第２の窒化物半導体薄膜８８の厚さも
実施例３の場合と全く同様である。
【００６５】この第２の窒化物半導体薄膜８８の端部側
面は、実施例３と同様に、｛１１−２０｝ファセットに
なっていた。さらに、選択成長された第２の窒化物半導
体薄膜８８は、（０００１）面が成長することによって
形成されたｐ型低抵抗の部分と、｛１１−２０｝ファセ
ットが成長することによって形成された高抵抗の部分か
ら構成されていた。
【００６６】本実施例で記された工程により作製された
第２の窒化物半導体薄膜８８も、電流狭窄型のｐ型コン
タクト層として用いることが可能であった。また、リン
グキャビティを有する窒化物半導体レーザとして、単一
横モードでレーザ発振した。
【００６７】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、窒化物半導体薄膜の［１−１００］方向に平行とな
るストライプ状の開口部を有するマスク材を基板の主面
に形成し、気相成長法により金属ＭｇまたはＭｇ化合物
を原料の１つとして必ず用いてＭｇをドーピングしなが
ら基板の主面に形成したマスク材の開口部内に窒化物半
導体薄膜を選択成長させることとしたので、得られた窒
化物半導体薄膜は、（０００１）面が成長することによ
って形成されたｐ型低抵抗の部分と、｛１１−２ｘ｝フ
ァセット（ｘ＝０，１，２）が成長することによって形
成された高抵抗の部分から構成されることとなり、電流
狭窄層として機能するｐ型コンタクト層が得られ、ｐ型
電極の面積を従来よりも広くすることが可能となって接
触抵抗による電力のロスを低減することができる。
【００６８】また、本発明によれば、基板上に（０００
１）面を主面とする第１の窒化物半導体薄膜を形成し、
第１の窒化物半導体薄膜を、その［１−１００］方向に
平行なストライプ状にエッチングにより加工し、気相成
長法により金属ＭｇまたはＭｇ化合物を原料の１つとし
て必ず用いてＭｇをドーピングしながら、ストライプ状
に加工した第１の窒化物半導体薄膜の主面である（００
０１）面とエッチング端面に第２の窒化物半導体薄膜を
選択成長させることとしたので、得られた第２の窒化物
半導体薄膜は、（０００１）面が成長することによって
形成されたｐ型低抵抗の部分と、｛１１−２ｘ｝ファセ
ット（ｘ＝０，１，２）が成長することによって形成さ
れた高抵抗の部分から構成されることとなり、電流狭窄
層として機能するｐ型コンタクト層が得られ、ｐ型電極
の面積を従来よりも広くすることが可能となって接触抵
抗による電力のロスを低減することができ、さらに、第
２の窒化物半導体薄膜は、そのまま、屈折率導波型の窒
化物半導体レーザのクラッド層として用いることも可能
であるため、注入キャリアの非発光的な表面再結合を抑
制してレーザの発振閾値を低下させることが可能とな
る。
【００６９】なお、本発明にはいくつかのバリエーショ
ンが存在し、ストライプ状のマスク材開口部やストライ
プ状に加工した第１の窒化物半導体薄膜の向きを［１−
１００］方向の代わりに［１１−２０］方向に設定する
ことによっても、全く同様の効果が得られる。
【００７０】また、マスク材の開口部の形状や第１の窒
化物半導体薄膜を加工する形状をストライプにする代わ
りに、任意の辺が［１−１００］または［１１−２０］
方向である多角形状にすることによっても全く同様の効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で課題を解決するための手段における一
工程を説明する図であり、｛１１−２ｘ｝ファセット
（ｘ＝０，１，２）を側面とし、Ｍｇをドープされた窒
化物半導体薄膜を基板上に選択成長した状態を示す図で
ある。（ａ）は平面図で、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ´部
分の断面を示している。
【図２】本発明で課題を解決するための手段における一
工程を説明する図であり、基板上に形成した第１の窒化
物半導体薄膜の主面とエッチング端面に、｛１１−２
ｘ｝ファセット（ｘ＝０，１，２）を側面とし、Ｍｇを
ドープされた第２の窒化物半導体薄膜を選択成長した状
態を示す図である。
【図３】実施例１における一工程を説明する図であり、
ＧａＮ結晶基板の主方位面（０００１）の表面にストラ
イプ状の開口部を有するマスク材を形成した状態を示す
図である。
【図４】実施例１における一工程を説明する図であり、
マスク材の開口部の内側に露出したＧａＮ結晶基板の主
方位面（０００１）上に、ＭｇをドープしたＧａＮ薄膜
をエピタキシャルに選択成長した状態を示す図である。
【図５】ＭｇをドープしたＧａＮ薄膜のＣＬスペクトル
を示す図である。
【図６】実施例３における一工程を説明する図であり、
ｎ型のＳｉＣ（０００１）基板の主面上に形成した第１
の窒化物半導体薄膜を、ＥＣＲドライエッチングによ
り、その〈１１００〉方向に平行なストライプ状に加工
した状態を示す図である。
【図７】実施例３における一工程を説明する図であり、
第２の窒化物半導体薄膜を、第１の窒化物半導体層の上
面およびエッチング端面に選択的に成長した状態を示す
図である。
【図８】実施例５における一工程を説明する図であり、
ｎ型のＳｉＣ（０００１）基板の主面上に、第１の窒化
物半導体薄膜を形成した後、ＥＣＲドライエッチングに
より各辺が第１の窒化物半導体薄膜の［１−１００］方
向に平行である正六角形の形状に加工した状態を示す図
である。
【図９】実施例５における一工程を説明する図であり、
第２の窒化物半導体薄膜を、第１の窒化物半導体層の上
面およびエッチング端面に選択的に成長した状態を示す
図である。
【図１０】従来の窒化物半導体レーザの構造例を示す図
である。
【符号の説明】
１０、２０ 基板 １１ （０００１）面を主面とする窒化物半導体薄膜 １２、３１ マスク材の開口部 １３、３２ マスク材 １４、２３ （０００１）面が成長することによって形
成された部分 １５、２４ ｛１１−２ｘ｝ファセット（ｘ＝０，１，
２）が成長することによって形成された部分 １６ 第１の窒化物半導体結晶部分の（０００１）面 １７ 第２の窒化物半導体結晶部分の{１１−２ｘ}（ｘ
＝０，１，２）ファセット面 ２１ （０００１）面を主面とする第２の窒化物半導体
薄膜 ２２ （０００１）面を主面とする第１の窒化物半導体
薄膜 ３０ ＧａＮ結晶基板 ４１ ＭｇをドープしたＧａＮ薄膜 ４２ ＭｇをドープしたＧａＮ薄膜の（０００１）面が
成長することによって形成された部分 ４３ ＭｇをドープしたＧａＮ薄膜の{１１−２０}ファ
セットが成長することによって形成された部分 ５０ ＭｇをドープしたＧａＮ薄膜の（０００１）面が
成長することによって形成された部分のＣＬスペクトル ５１ ＭｇをドープしたＧａＮ薄膜の｛１１−２０｝フ
ァセットが成長することによって形成された部分のＣＬ
スペクトル ６０、８０ ｎ型のＳｉＣ（０００１）基板 ６１、８１ ｎ−Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎクラッド層 ６２、８２ ｎ−ＧａＮ光ガイド層 ６３、８３、１０３ ＩｎＧａＮのＭＱＷ活性層 ６４、８４ ｐ−ＧａＮ光ガイド層 ６５、８５ 第１の窒化物半導体薄膜 ６６、８６ ｐ−Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎクラッド層 ６７、８７ ｐ−ＧａＮキャップ層 ６８、８８ 第２の窒化物半導体薄膜 １００ サファイア基板 １０１ ｎ型のＧａＮ層 １０２ ｎ型の窒化物半導体多層膜 １０４ ｎ型の窒化物半導体多層膜 １０５ ｐ型電極 １０６ ｎ型電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 敏夫 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 斉藤 正 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 小林 直樹 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5F045 AA04 AB14 AC08 AC12 AC19 AD12 AD13 AD14 AD15 AD16 AF04 AF13 AF20 BB16 CA09 DB01 DC57 5F073 AA11 AA66 AA74 CA07 CB02 CB05 CB19 DA05 DA23 DA24 EA23

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上に、（０００１）面を主方位面と
    する窒化物半導体を選択成長させて薄膜形成するための
    方法であって、 前記基板の主方位面上に、選択成長させる窒化物半導体
    の［１−１００］方向に平行なストライプ状の開口部、
    または、任意の辺が選択成長させる窒化物半導体薄膜の
    ［１−１００］方向に平行な多角形状の開口部を有する
    マスク材を形成して前記基板の主方位面の一部を露出さ
    せ、 該開口部領域に、金属ＭｇまたはＭｇ化合物を含有する
    ガスを用いた気相成長法により、（０００１）主方位面
    方向の成長により形成された第１の窒化物半導体結晶部
    分と、｛１１−２ｘ｝（ｘ＝０，１，２）ファセット面
    の成長により形成された第２の窒化物半導体結晶部分
    と、からなる窒化物半導体薄膜を選択成長させ、 前記第２の窒化物半導体結晶部分のＭｇ濃度を、前記第
    １の窒化物半導体結晶部分のＭｇ濃度に比べて低くする
    ことを特徴とする窒化物半導体の薄膜形成方法。
  2. 【請求項２】 基板上に、（０００１）面を主方位面と
    する窒化物半導体を選択成長させて薄膜形成するための
    方法であって、 前記基板の主方位面上に、選択成長させる窒化物半導体
    の［１１−２０］方向に平行なストライプ状の開口部、
    または、任意の辺が選択成長させる窒化物半導体薄膜の
    ［１１−２０］方向に平行な多角形状の開口部を有する
    マスク材を形成して前記基板の主方位面の一部を露出さ
    せ、 該開口部領域に、金属ＭｇまたはＭｇ化合物を含有する
    ガスを用いた気相成長法により、（０００１）主方位面
    方向の成長により形成された第１の窒化物半導体結晶部
    分と、｛１−１０ｘ｝（ｘ＝０，１）ファセット面の成
    長により形成された第２の窒化物半導体結晶部分と、か
    らなる窒化物半導体薄膜を選択成長させ、 前記第２の窒化物半導体結晶部分のＭｇ濃度を、前記第
    １の窒化物半導体結晶部分のＭｇ濃度に比べて低くする
    ことを特徴とする窒化物半導体の薄膜形成方法。
  3. 【請求項３】 基板上に、（０００１）面を主方位面と
    する窒化物半導体を選択成長させて薄膜形成するための
    方法であって、 前記基板の主方位面上に、選択成長させる窒化物半導体
    の［１−１００］方向に平行で、かつ、（０００１）面
    を主方位面とするストライプ状の窒化物半導体下地層、
    または、任意の辺が選択成長させる窒化物半導体薄膜の
    ［１−１００］方向に平行で、かつ、（０００１）面を
    主方位面とする多角形状の窒化物半導体下地層を形成
    し、 該窒化物半導体下地層の主方位面および端面に、金属Ｍ
    ｇまたはＭｇ化合物を含有するガスを用いた気相成長法
    により、（０００１）主方位面方向の成長により形成さ
    れた第１の窒化物半導体結晶部分と、｛１１−２ｘ｝
    （ｘ＝０，１，２）ファセット面の成長により形成され
    た第２の窒化物半導体結晶部分と、からなる窒化物半導
    体薄膜を選択成長させ、 前記第２の窒化物半導体結晶部分のＭｇ濃度を、前記第
    １の窒化物半導体結晶部分のＭｇ濃度に比べて低くする
    ことを特徴とする窒化物半導体の薄膜形成方法。
  4. 【請求項４】 基板上に、（０００１）面を主方位面と
    する窒化物半導体を選択成長させて薄膜形成するための
    方法であって、 前記基板の主方位面上に、選択成長させる窒化物半導体
    の［１１−２０］方向に平行で、かつ、（０００１）面
    を主方位面とするストライプ状の窒化物半導体下地層、
    または、任意の辺が選択成長させる窒化物半導体薄膜の
    ［１１−２０］方向に平行で、かつ、（０００１）面を
    主方位面とする多角形状の窒化物半導体下地層を形成
    し、 該窒化物半導体下地層の主方位面および端面に、金属Ｍ
    ｇまたはＭｇ化合物を含有するガスを用いた気相成長法
    により、（０００１）主方位面方向の成長により形成さ
    れた第１の窒化物半導体結晶部分と、｛１−１０ｘ｝
    （ｘ＝０，１）ファセット面の成長により形成された第
    ２の窒化物半導体結晶部分と、からなる窒化物半導体薄
    膜を選択成長させ、 前記第２の窒化物半導体結晶部分のＭｇ濃度を、前記第
    １の窒化物半導体結晶部分のＭｇ濃度に比べて低くする
    ことを特徴とする窒化物半導体の薄膜形成方法。
  5. 【請求項５】 ｐ型電極とｐ型コンタクト層とを備え、 該ｐ型コンタクト層が、請求項１乃至４のいずれかに記
    載の窒化物半導体の薄膜形成方法によって形成された窒
    化物半導体薄膜により構成された電流狭窄型のｐ型コン
    タクト層であることを特徴とする窒化物半導体発光素
    子。
  6. 【請求項６】 ｐ型電極とｐ型コンタクト層とクラッド
    層とを備え、 該ｐ型コンタクト層とクラッド層の何れもが、請求項１
    乃至４のいずれかに記載の窒化物半導体の薄膜形成方法
    によって形成された窒化物半導体薄膜により構成されて
    おり、 前記ｐ型コンタクト層は、電流狭窄型のｐ型コンタクト
    層であることを特徴とする屈折率導波型の窒化物半導体
    レーザ。
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