JPH11233886A - Semiconductor laser device - Google Patents

Semiconductor laser device

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JPH11233886A
JPH11233886A JP4622198A JP4622198A JPH11233886A JP H11233886 A JPH11233886 A JP H11233886A JP 4622198 A JP4622198 A JP 4622198A JP 4622198 A JP4622198 A JP 4622198A JP H11233886 A JPH11233886 A JP H11233886A
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JP
Japan
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layer
ga
mg
doped
ridge stripe
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Application number
JP4622198A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Takahashi
孝志 高橋
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
株式会社リコー
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gallium-nitride-based semiconductor laser element, which can decrease the threshold current more by suppressing the lateral dispersion of the carriers injected into an active layer.
SOLUTION: In this device, the ridge-stripe structure including at least an n-type AlxGa1-xN (0<x≤1) clad layer 104, an InyGa1-yN (0≤y≤1) active layer 105 and p-type AlxGa1-xN clad layer 106 is formed on a substrate 101. Furthermore, on the entire surface of the substrate 101, an Mg-doped AlxGa1-xN layer 107 and an Mg-doped GaN layer 108 are sequentially laminated. The Mg-doped AlxGa1-xN layer 107 and the Mg-doped GaN layer 108 on the ridge-stripe structure become the p-type region of low resistance.
COPYRIGHT: (C)1999,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、窒化ガリウム系化合物半導体からなる半導体レーザ装置に関する。 The present invention relates to relates to a semiconductor laser device composed of a gallium nitride-based compound semiconductor.

【0002】 [0002]

【従来の技術】図10は特開平8−125275号に示されている窒化ガリウム系半導体レーザ素子を示す図である。 BACKGROUND ART FIG. 10 is a diagram showing a semiconductor laser element gallium nitride system shown in JP-A-8-125275. 図10の半導体レーザ素子は、n型のα−SiC The semiconductor laser device of Figure 10, n-type alpha-SiC
基板1のa面に、MOCVD法を利用して、層厚が2〜 On a surface of the substrate 1, utilizing the MOCVD method, the layer thickness is 2
4μmのn型GaN層2、層厚が0.8〜1μmのn型AlGaNクラッド層3、層厚が300〜600ÅのI n-type GaN layer 2 of 4 [mu] m, the layer thickness of 0.8~1Myuemu n-type AlGaN cladding layer 3, the layer thickness of 300~600A I
nGaN活性層4、層厚が0.8〜1μmのp型AlG nGaN active layer 4, a layer thickness of 0.8~1Myuemu p-type AlG
aNクラッド層5,層厚が0.2〜0.6μmのp型G aN cladding layer 5, a layer thickness of 0.2 to 0.6 [mu] m p-type G
aN層6が順に積層形成されている。 aN layer 6 are laminated in this order. そして、p型Ga Then, p-type Ga
N層6の表面中央部を除く両側に電流狭窄のためストライプ状のSiO 2またはSiNからなる絶縁層7が形成されており、絶縁層7および露出しているp型GaN層6の表面にわたってAu電極8が形成され、またα−S N layer 6 are insulated layer 7 is formed comprising a stripe-shaped SiO 2 or SiN for both sides current confinement except the center part of the surface of, Au over the surface of the p-type GaN layer 6 which is the insulating layer 7 and the exposed electrode 8 is formed, also alpha-S
iC基板1の下面にNi電極9が形成されて構成されている。 Ni electrode 9 is formed is formed on the lower surface of iC substrate 1. この半導体レーザ素子では、Au電極8とNi電極9との間に所定の電圧を印加することで、矢印方向にレーザビームが出射されるようになっている。 In this semiconductor laser device, by applying a predetermined voltage between the Au electrode 8 and the Ni electrodes 9, so that the laser beam is emitted in the direction of the arrow.

【0003】また、図11は特開平8−97468に示されている半導体発光素子を示す図である。 [0003] FIG. 11 is a diagram showing a semiconductor light-emitting element shown in JP-A-8-97468. 図11の半導体発光素子は、サファイア基板10上に、n型GaN The semiconductor light emitting device of FIG. 11, on a sapphire substrate 10, n-type GaN
からなる0.01〜0.02μm程度の低温バッファ層11と、2〜5μm程度の高温バッファ層12と、n型AlGaNからなる0.1〜0.3μm程度の下部クラッド層13と、ノンドープまたはn型もしくはp型のI A low temperature buffer layer 11 of about 0.01~0.02μm consisting a high-temperature buffer layer 12 of approximately 2 to 5 [mu] m, a lower cladding layer 13 of about 0.1~0.3μm made of n-type AlGaN, an undoped or n-type or p-type I
nGaNからなり、下部クラッド層13よりもバンドギャップエネルギーが小さく、屈折率の大きい0.05〜 Consist The InGaN, smaller band gap energy than that of the lower cladding layer 13, a large 0.05 in refractive index
0.1μm程度の活性層14と、下部クラッド層13と同じ組成でp型である0.1〜0.3μmの上部クラッド層15と、コンタクト層16とが順次積層されている。 An active layer 14 of about 0.1 [mu] m, and the upper cladding layer 15 of 0.1~0.3μm a p-type in the same composition as the lower cladding layer 13, are sequentially stacked and the contact layer 16.

【0004】ここで、コンタクト層16は、バッファ層11,12と同じ組成で低抵抗層である0.3〜2μm [0004] Here, the contact layer 16 is a low-resistance layer in the same composition as the buffer layer 11, 12 0.3 to 2 [mu] m
程度のp型GaN層19と、0.05〜0.2μm程度のp型のInGaN層20とからなっている。 A p-type GaN layer 19 degrees, which is a p-type InGaN layer 20. of about 0.05 to 0.2 [mu] m. そして、 And,
InGaN層20上にはp側電極17が形成され、また、上記のように積層された半導体層の1部をエッチングして露出したn型クラッド層13または高温バッファ層12上にn側電極18が設けられて、半導体レーザのチップが形成されている。 On the InGaN layer 20 is formed a p-side electrode 17, also, n-side electrode 18 on the n-type cladding layer 13 or the high-temperature buffer layer 12 a portion of the stacked semiconductor layer is exposed by etching as described above provided that, the semiconductor laser chips are formed.

【0005】この半導体レーザ素子によれば、コンタクト層16の少なくともp側電極17に接触する部分をp [0005] According to this semiconductor laser device, a portion in contact with at least the p-side electrode 17 of the contact layer 16 p
型GaNよりもバンドギャップエネルギーの小さい半導体材料,すなわちp型のInGaN層で形成しているので、表面準位の影響を小さくすることができるとともにp側電極17との接触抵抗を小さくしている。 Small semiconductor material having a band gap energy than the type GaN, i.e., are formed by p-type InGaN layer, and reduce the contact resistance with the p-side electrode 17 it is possible to reduce the influence of surface states .

【0006】また、図12は特開平8−97502号に示されている窒化ガリウム系化合物半導体レーザ素子を示す図である。 [0006] FIG. 12 is a diagram showing a semiconductor laser element gallium nitride-based compound shown in JP-A-8-97502. 図12の半導体レーザ素子は、サファイア基板21上に、n型GaNバッファ層22が2〜5μ The semiconductor laser device of Figure 12, on a sapphire substrate 21, the n-type GaN buffer layer 22 2~5Myu
m程度、n型のAlGaNからなる下部クラッド層23 Lower clad layer 23 made of m order, n-type AlGaN
が0.1〜0.3μm程度、ノンドープまたはn型もしくはp型のInGaNからなる活性層24が0.05〜 But about 0.1 to 0.3 [mu] m, the active layer 24 is 0.05 of non-doped or n-type or p-type InGaN
0.1μm程度、p型AlGaNからなる上部第1クラッド層25が0.1〜0.3μm程度、n型Siからなる電流阻止層26が0.2〜0.5μm程度、p型Al 0.1μm about, about the upper first cladding layer 25 of p-type AlGaN is 0.1 to 0.3 [mu] m, about the current blocking layer 26 made of n-type Si is 0.2 to 0.5 [mu] m, p-type Al
GaNからなる上部第2クラッド層27が0.5〜2μ Second upper cladding layer 27 made of GaN is 0.5~2μ
m程度、p型GaNからなるコンタクト層28が0.3 About m, the contact layer 28 of p-type GaN is 0.3
〜2μm程度の膜厚で、それぞれ順次に積層されており、この積層体の表面にAuなどからなる上部電極29 At a film thickness of about ~2Myuemu, are sequentially stacked, respectively, an upper electrode 29 made of Au on the surface of the laminate
が形成されている。 There has been formed. また、この積層体の一部において表面から下部クラッド層23またはバッファ層22が露出する位置までエッチングされ、下部電極30が形成されている。 Further, the lower clad layer 23 or the buffer layer 22 from the surface in the part of the laminated body is etched up to a position where the exposed lower electrode 30 is formed. また、電流阻止層26は一部ストライプ状にエッチングで取り除かれて開口を有し、活性層24に至る電流のための電流路を形成している。 The current blocking layer 26 is etched away in some stripe has an opening to form a current path for the current to reach the active layer 24.

【0007】この半導体レーザ素子では、電流注入領域を規制するためにストライプ溝に形成された電流阻止層26を、活性層24で発生する光を吸収する材料で構成している。 [0007] In this semiconductor laser element, and made of a material which absorbs a current blocking layer 26 formed in a stripe groove for regulating the current injection region, the light generated in the active layer 24. これにより、活性層24の横方向での屈折率差を設けて屈折率導波構造とする機能を併せ有している。 Thus, has combined function of the refractive index waveguide structure is provided a refractive index difference in the lateral direction of the active layer 24.

【0008】 [0008]

【発明が解決しようとする課題】図10に示した従来の窒化ガリウム系半導体レーザ素子では、積層構造表面に形成した絶縁層7にストライプ状の開口部を形成することによって活性層に注入する電流を狭窄し、また、図1 In conventional GaN-based semiconductor laser device shown in FIG. 10 [0007], the current injected into the active layer by forming a stripe-shaped opening in the insulating layer 7 formed on the laminated structure surface constrict, also, FIG. 1
1に示した従来の窒化ガリウム系半導体レーザ素子では、積層構造の一部を表面からp型コンタクト層16を通ってp型AlGaN上部クラッド層15途中までエッチングして除去してリッジストライプ構造を構成し、このリッジストライプ構造によって、電流をリッジストライプ構造の幅に狭窄して活性層14に注入し、また、図12に示した従来の窒化ガリウム系半導体レーザ素子では、活性層24上にn型Siからなる電流阻止層26が形成されており、開口幅Wの領域に電流を集中させているようにしている。 In a conventional gallium nitride-based semiconductor laser device shown in 1, constituting a ridge stripe structure by removing part by etching from the surface to the p-type AlGaN upper clad layer 15 halfway through the p-type contact layer 16 of the laminated structure and, by the ridge stripe structure, and constrict the current to the width of the ridge stripe structure is injected into the active layer 14, also in a conventional gallium nitride-based semiconductor laser device shown in FIG. 12, n-type on the active layer 24 current blocking layer 26 made of Si is formed, so that that concentrates the current in the region of the opening width W.

【0009】このように従来の窒化ガリウム系半導体レーザ素子では、InGaN活性層の上部で電流を狭窄しているが、InGaN活性層に注入されたキャリアの横方向の拡散は抑制されておらず、閾キャリア密度,すなわち閾電流を高くする原因の一つとなっている。 [0009] In this way, conventional gallium nitride-based semiconductor laser device, although constrict the current top of the InGaN active layer, the lateral diffusion of carriers injected into the InGaN active layer has not been suppressed, threshold carrier density, i.e. has become one of the causes to increase the threshold current.

【0010】本発明は、活性層に注入されたキャリアの横方向の拡散を抑制して閾電流をより低減することの可能な窒化ガリウム系の半導体レーザ素子を提供することを目的としている。 [0010] The present invention aims to provide a semiconductor laser device of gallium nitride possible to further reduce the threshold current by suppressing the lateral diffusion of carriers injected into the active layer.

【0011】 [0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、基板上に、少なくとも、n To achieve the above object of the Invention The invention of Claim 1 wherein is on the substrate, at least, n
型Al x Ga 1-x N(0<x≦1)クラッド層、In y Ga Type Al x Ga 1-x N ( 0 <x ≦ 1) cladding layer, an In y Ga
1-y N(0≦y≦1)活性層,p型Al x Ga 1-x Nクラッド層を含むリッジストライプ構造が形成されており、さらに基板全面にMgドープAl x Ga 1-x N層,MgドープGaN層が順に積層されており、リッジストライプ構造上のMgドープAl x Ga 1-x N層,MgドープGaN 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) active layer, p-type Al x Ga 1-x N ridge stripe structure including a clad layer is formed, further Mg-doped Al x Ga 1-x N layer on the entire surface of the substrate , Mg and doped GaN layer are sequentially stacked, Mg-doped Al x Ga 1-x N layer on the ridge stripe structure, Mg-doped GaN
層が低抵抗のp型領域となっていることを特徴としている。 Layer is characterized by being a low-resistance p-type region.

【0012】また、請求項2記載の発明は、基板上に、 [0012] According to a second aspect of the invention, on a substrate,
少なくとも、n型Al x Ga 1-x N(0<x≦1)クラッド層、In y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層,p型Al x At least, n-type Al x Ga 1-x N ( 0 <x ≦ 1) cladding layer, In y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) active layer, p-type Al x G
1-x Nクラッド層を含むリッジストライプ構造が選択成長によって形成されており、さらに基板全面にMgドープAl x Ga 1-x N層,MgドープGaN層が順に積層されており、リッジストライプ構造上のMgドープAl a 1-x N ridge stripe structure including a clad layer is formed by selective growth, further Mg-doped Al x Ga 1-x N layer on the entire surface of the substrate, the Mg-doped GaN layer are stacked in this order, the ridge stripe structure Mg-doped Al of the above
x Ga 1-x N層,MgドープGaN層が低抵抗のp型領域となっていることを特徴としている。 x Ga 1-x N layer, Mg-doped GaN layer is characterized in that it is a low-resistance p-type region.

【0013】また、請求項3記載の発明は、基板上に、 [0013] According to a third aspect of the invention, on a substrate,
少なくとも、n型Al x Ga 1-x N(0<x≦1)クラッド層、In y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層,MgドープA At least, n-type Al x Ga 1-x N ( 0 <x ≦ 1) cladding layer, In y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) active layer, Mg-doped A
x Ga 1-x Nクラッド層,MgドープGaNコンタクト層を含むリッジストライプ構造が形成されており、さらにリッジストライプ構造の側面はMgドープAl z Ga l x Ga 1-x N cladding layers are ridge stripe structure is formed comprising a Mg-doped GaN contact layer, further the side surfaces of the ridge stripe structure is Mg-doped Al z Ga
1-z N(0≦z<1)層,MgドープGaN層でほぼ平らに埋め込まれており、積層構造表面からIn y Ga 1-y 1-z N (0 ≦ z <1) layer, is embedded in the substantially flat in Mg-doped GaN layer, In a laminated structure surface y Ga 1-y N
活性層よりも上方のMgドープGaN層,MgドープA Above the Mg-doped GaN layer than the active layer, Mg-doped A
x Ga 1-x N層,MgドープAl z Ga 1-z N層が低抵抗のp型領域となっていることを特徴としている。 l x Ga 1-x N layer, Mg-doped Al z Ga 1-z N layer is characterized in that it is a low-resistance p-type region.

【0014】また、請求項4記載の発明は、基板上に、 Further, the invention of claim 4 is on the substrate,
少なくとも、n型Al x Ga 1-x N(0<x≦1)クラッド層、In y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層,MgドープA At least, n-type Al x Ga 1-x N ( 0 <x ≦ 1) cladding layer, In y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) active layer, Mg-doped A
x Ga 1-x Nクラッド層を含む台形状または三角形状のリッジストライプ構造が選択成長によって形成されており、さらにリッジストライプ構造の側面はMgドープA l x Ga 1-x N table containing clad layer shape or triangular ridge stripe structure is formed by selective growth, further the side surfaces of the ridge stripe structure is Mg-doped A
z Ga 1-z N(0≦z<1)層,MgドープGaN層でほぼ平らに埋め込まれており、積層構造表面からIn y l z Ga 1-z N ( 0 ≦ z <1) layer, is embedded in the substantially flat in Mg-doped GaN layer, an In y G a laminated structure surface
1-y N活性層よりも上方のMgドープGaN層,Mg a 1-y N active layer above the Mg-doped GaN layer than, Mg
ドープAl x Ga 1-x N層,MgドープAl z Ga 1-z N層が低抵抗のp型領域となっていることを特徴としている。 Doped Al x Ga 1-x N layer, Mg-doped Al z Ga 1-z N layer is characterized in that it is a low-resistance p-type region.

【0015】また、請求項5記載の発明は、基板上に、 [0015] According to a fifth aspect of the invention, on a substrate,
少なくとも、n型Al x Ga 1-x N(0<x≦1)クラッド層、In y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層を含む台形状または三角形状のリッジストライプ構造が選択成長によって形成されており、In y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層は台形状または三角形状のリッジストライプ構造の頂上近傍に設けられており、さらにリッジストライプ構造はMgドープAl x Ga 1-x N層,MgドープGaN層でほぼ平らに埋め込まれており、積層構造表面からIn y At least, n-type Al x Ga 1-x N ( 0 <x ≦ 1) cladding layer, In y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) trapezoidal or triangular ridge stripe structure including the active layer is selected is formed by the growth, in y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) active layer is provided on the top near the trapezoidal or triangular ridge stripe structure, further ridge stripe structure is Mg-doped Al x Ga 1-x N layer, is embedded in the substantially flat in Mg-doped GaN layer, an in y G a laminated structure surface
1-y N活性層近傍までMgドープGaN層,MgドープAl x Ga 1-x N層が低抵抗のp型領域となっていることを特徴としている。 a 1-y N active layer Mg doped GaN layer to the vicinity, Mg-doped Al x Ga 1-x N layer is characterized in that it is a low-resistance p-type region.

【0016】 [0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings. 図1は本発明に係る半導体レーザ装置の第1の構成例を示す図である。 Figure 1 is a diagram showing a first configuration example of the semiconductor laser device according to the present invention. 図1を参照すると、この半導体レーザ装置は、基板101上に、少なくとも、n型Al x Ga 1-x N(0<x≦1)クラッド層10 Referring to FIG. 1, the semiconductor laser device includes, on a substrate 101, at least, n-type Al x Ga 1-x N ( 0 <x ≦ 1) cladding layer 10
4,In y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層105,p型A 4, In y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) active layer 105, p-type A
x Ga 1-x Nクラッド層106を含むリッジストライプ構造が形成されており、さらに基板全面にMgドープA l x Ga 1-x N ridge stripe structure including a clad layer 106 is formed, further the whole surface of the substrate to the Mg-doped A
x Ga 1-x N層107,MgドープGaN層108が順に積層されており、リッジストライプ構造上のMgドープAl x Ga 1-x N層107,MgドープGaN層108 l x Ga 1-x N layer 107, Mg-doped GaN layer 108 are sequentially stacked, Mg-doped Al x Ga 1-x N layer 107 on the ridge stripe structure, Mg-doped GaN layer 108
(図1において斜線で示す領域109)が低抵抗のp型領域となっている。 (Region 109 indicated by hatching in FIG. 1) has become a low-resistance p-type region.

【0017】すなわち、図1の構成では、n型Al x [0017] That is, in the configuration of FIG. 1, n-type Al x G
1-x N(0<x≦1)クラッド層104,In y Ga 1-y a 1-x N (0 < x ≦ 1) cladding layer 104, In y Ga 1-y
N(0≦y≦1)活性層105,p型Al x Ga 1-x Nクラッド層106を含むリッジストライプ構造が形成されており、In y Ga 1-y N活性層105はリッジストライプ構造の幅に限定されて構成されている。 N (0 ≦ y ≦ 1) active layer 105, a ridge stripe structure including a p-type Al x Ga 1-x N cladding layer 106 is formed, In y Ga 1-y N active layer 105 of the ridge stripe structure is constructed is limited to the width. そして、その側面をMgドープAl x Ga 1-x N層107で埋め込んだ構造となっている。 Then, and has a buried structure to the side of Mg-doped Al x Ga 1-x N layer 107.

【0018】このような構成では、Al x Ga 1-x N(0 [0018] In this structure, Al x Ga 1-x N (0
<x≦1)のバンドギャップエネルギーがIn y Ga 1-y <Bandgap energy of x ≦ 1) is In y Ga 1-y
N(0≦y≦1)よりも大きいため、In y Ga 1-y N(0 Larger than N (0 ≦ y ≦ 1) , In y Ga 1-y N (0
≦y≦1)/Al x Ga 1-x N(0<x≦1)界面のヘテロ障壁によってIn y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層105 ≦ y ≦ 1) / Al x Ga 1-x N (0 <x ≦ 1) interface hetero barrier by In y Ga 1-y N ( 0 ≦ y ≦ 1) active layer 105
に注入されたキャリア(電源)は、リッジストライプ幅に狭窄される。 Carrier (power) injected into is confined to the ridge stripe width. 従って、キャリア(電源)が水平方向に拡散することを有効に抑制できる。 Therefore, it is possible to effectively suppress the carrier (power) is diffused in the horizontal direction.

【0019】また、In y Ga 1-y N(0≦y≦1)はAl Further, In y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) is Al
x Ga 1-x N(0<x≦1)よりも屈折率が高い材料であるので、この屈折率差で光をIn y Ga 1-y N(0≦y≦1) x Ga 1-x N so (0 <x ≦ 1) refractive index than is high material, the light in the refractive index difference In y Ga 1-y N ( 0 ≦ y ≦ 1)
活性層105に閉じ込める屈折率導波構造となっている。 And it has a refractive index waveguide structure which confines the active layer 105.

【0020】また、MgドープAl x Ga 1-x N,MgドープGaNは、窒素原料としてNH 3を使用した有機金属気相成長法により結晶成長した場合、そのままの状態では、膜の抵抗率が10 4 Ω・cm以上と非常に高くなっている。 Further, Mg-doped Al x Ga 1-x N, Mg -doped GaN, when crystal growth by metal organic chemical vapor deposition using NH 3 as the nitrogen source, in intact, the resistivity of the film It is very high and the 10 4 Ω · cm or more. この原因は、NH 3雰囲気で膜中に取り込まれた水素によってアクセプターであるMgが不活性になっているためであることが知られている。 This is caused, Mg is an acceptor is known to be due to the fact become inactivated by incorporated hydrogen in the film in NH 3 atmosphere. そこで、図1 Then, as shown in FIG. 1
の半導体レーザ装置では、リッジストライプ構造上のM In the semiconductor laser device is, M on the ridge stripe structure
gドープAl x Ga 1-x N層107,MgドープGaN層108については、これらの膜中の水素を脱離させて、 The g-doped Al x Ga 1-x N layer 107, Mg-doped GaN layer 108, the hydrogen in these films desorbed,
低抵抗のp型に変化させたものにしている。 It is those obtained by changing the p-type low resistance. この場合、 in this case,
低抵抗のp型領域の抵抗率は数Ω・cm程度まで低減される。 The resistivity of the p-type region of low resistance is reduced to about several Omega · cm. 一方、リッジストライプ構造の側面のMgドープAl x Ga 1-x N層107,MgドープGaN層108については、水素の脱離がなされておらず、高抵抗のままとなっている。 On the other hand, the Mg-doped Al x Ga 1-x N layer 107, the Mg-doped GaN layer 108 of the side surfaces of the ridge stripe structure, elimination of hydrogen has not been made, stuck in the high resistance. これにより、電流は、抵抗の低いリッジストライプに集中し、In y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層105にキャリアが注入される構成となっている。 Thus, a current is concentrated on low resistance ridge stripe, carriers In y Ga 1-y N ( 0 ≦ y ≦ 1) active layer 105 are configured to be implanted.

【0021】なお、リッジストライプ構造上のMgドープAl x Ga 1-x N層107,MgドープGaN層108 [0021] Incidentally, Mg-doped Al x Ga 1-x N layer 107 on the ridge stripe structure, Mg-doped GaN layer 108
中の水素を脱離させる方法としては、電子線描画装置でリッジストライプ構造の頂上部にマスクを用いずに直接電子線を照射する方法がある。 As a method for the hydrogen in the desorbing, there is a method of irradiating directly the electron beam without using a mask on top of the ridge stripe structure by electron beam lithography system. また、リッジストライプ構造の側面にフォトレジスト,ポリイミド,SOG等をスピンコートして覆い、基板全体に電子線を照射してリッジストライプ構造上のMgドープAl x Ga 1-x N層1 Further, the photoresist on the side face of the ridge stripe structure, polyimide, SOG, etc. covered by spin coating, Mg-doped Al x Ga 1-x N layer 1 on the ridge stripe structure by irradiating an electron beam across the substrate
07,MgドープGaN層108のみを低抵抗化することも可能である。 07, it is possible to reduce the resistance of only the Mg-doped GaN layer 108. その他に、リッジストライプ構造の頂上部に対してAl x Ga 1-x N層106のバンドギャップ波長よりも短波長の光を照射する方法等が挙げられる。 Other method irradiates the Al x Ga 1-x light having a shorter wavelength than the band gap wavelength of the N layer 106 with respect to the top portion of the ridge stripe structure, and the like.

【0022】なお、MgドープAl x Ga 1-x N層10 [0022] It should be noted that, Mg-doped Al x Ga 1-x N layer 10
7,MgドープGaN層108に電子線が侵入して低抵抗化する深さは約0.5μm程度となっている。 7, the depth of the electron beam in the Mg-doped GaN layer 108 is a low resistance to penetration is around about 0.5 [mu] m. 従って、In y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層105から素子表面までの厚さを0.5μm以下にする必要がある。 Therefore, it is necessary to set the thickness of the In y Ga 1-y N ( 0 ≦ y ≦ 1) active layer 105 to the element surface to 0.5μm or less. 例えば、リッジストライプ構造のp型Al x Ga 1-x Nクラッド層106の膜厚を0.1μm、埋め込み層のMgドープAl x Ga 1-x N層107の層厚を0.3μm、Mg For example, 0.1 [mu] m film thickness of the p-type Al x Ga 1-x N cladding layer 106 of the ridge stripe structure, the buried layer of Mg-doped Al x Ga 1-x N layer 107 0.3 [mu] m layer thickness of, Mg
ドープGaN層108の層厚を0.1μmと設定して、 The thickness of the doped GaN layer 108 is set to 0.1 [mu] m,
図1の半導体レーザ素子を構成することができる。 It is possible to configure the semiconductor laser element of FIG.

【0023】図1の半導体レーザ装置は、より具体的には、例えば、サファイア基板101上に、AlN低温バッファ層102,Siドープn型GaNコンタクト層1 The semiconductor laser device of FIG. 1, more specifically, for example, on a sapphire substrate 101, AlN low temperature buffer layer 102, Si-doped n-type GaN contact layer 1
03が順に積層され、n型GaNコンタクト層103上に、n型AlGaNクラッド層104,InGaN−M 03 are laminated in this order on the n-type GaN contact layer 103, n-type AlGaN cladding layer 104, InGaN-M
QW活性層105,MgドープAlGaNクラッド層1 QW active layer 105, Mg doped AlGaN cladding layer 1
06が積層されて、n型AlGaNクラッド層104, 06 are stacked, n-type AlGaN cladding layer 104,
InGaN−MQW活性層105,MgドープAlGa InGaN-MQW active layer 105, Mg doped AlGa
Nクラッド層106がリッジストライプ構造として形成されている。 N cladding layer 106 is formed as a ridge stripe structure. さらに、n型GaNコンタクト層103およびリッジストライプ構造上に、MgドープAlGaN Further, the n-type GaN contact layer 103 and the ridge stripe structure on, Mg doped AlGaN
層107,MgドープGaN層108が順に積層され、 Layer 107, Mg-doped GaN layer 108 are laminated in this order,
リッジストライプ構造が埋め込まれている。 Ridge stripe structure is embedded.

【0024】図1において、斜線部109は、例えば電子線を照射することによってMgドープGaN層10 [0024] In FIG. 1, a hatched portion 109, for example, Mg-doped GaN layer 10 by irradiating an electron beam
8,MgドープAlGaN層107,MgドープAlG 8, Mg-doped AlGaN layer 107, Mg doped AlG
aNクラッド層106の一部が低抵抗のp型領域となっている部分を表している。 Some of aN cladding layer 106 represents a portion which is a low-resistance p-type region. そして、MgドープGaN層108表面にp側電極110が形成され、また、n型G Then, p-side electrode 110 is formed on the Mg-doped GaN layer 108 surface and, n-type G
aNコンタクト層103に達するまでエッチングされて表面が露出したn型GaNコンタクト層103上にn側電極111が形成されている。 aN n-side electrode 111 on the n-type GaN contact layer 103 is etched with the surface exposed to reaching the contact layer 103 is formed.

【0025】図2は、図1の半導体レーザ装置の製造工程例を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor laser device of Figure 1. 図2を参照すると、最初に、図2 Referring to FIG. 2, initially, 2
(a)に示すようにサファイア基板101上に、層厚20 On a sapphire substrate 101 (a), the thickness 20
0ÅのAlN低温バッファ層102,層厚2μmのSi AlN low-temperature buffer layer 102 of 0 Å, the layer thickness 2 [mu] m Si
ドープn型GaN層103,層厚0.8μmのSiドープn型Al 0.1 Ga 0.9 N層104,ノンドープInGa Doped n-type GaN layer 103, the layer thickness 0.8μm of Si-doped n-type Al 0.1 Ga 0.9 N layer 104, undoped InGa
N−MQW活性層105,層厚0.1μmのMgドープAl 0.1 Ga 0.9 N層106を順次積層形成する。 N-MQW active layer 105 are sequentially stacked forming a Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N layer 106 of thickness 0.1 [mu] m. なお、 It should be noted that,
これらの結晶成長方法には、有機金属気相成長法を用いることができる。 These crystal growth method, it is possible to use a metal organic chemical vapor deposition.

【0026】次に、図2(b)に示すように、MgドープAl 0.1 Ga 0.9 N層106上に、幅3μmのストライプ状のCrマスク201をリフトオフ法によって形成し、 Next, as shown in FIG. 2 (b), on the Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N layer 106, a stripe-shaped Cr mask 201 having a width 3μm was formed by a lift-off method,
Crマスク201をマスクとしてMgドープAl 0.1 Mg and Cr mask 201 as a mask doped Al 0.1 G
0.9 N層106表面からn型GaNコンタクト層10 a 0.9 N layer 106 n-type GaN contact layer 10 from the surface
3に達するまでドライエッチングを行ない、リッジストライプ構造202を形成する。 Subjected to dry etching to reach 3, to form a ridge stripe structure 202.

【0027】次に、Crマスク201を除去した後に、 [0027] Then, after removing the Cr mask 201,
有機金属気相成長法により、基板全面に層厚0.3μm By metal organic vapor phase epitaxy method, the layer thickness 0.3μm over the entire surface of the substrate
のMgドープAl 0.1 Ga 0.9 N層107,層厚0.1μ Of Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N layer 107, layer thickness 0.1μ
mのMgドープGaN層108を順次積層する(図2 Sequentially laminated Mg-doped GaN layer 108 m (Fig. 2
(c))。 (C)).

【0028】続いて、基板表面にフォトレジスト203 [0028] Then, the photoresist 203 on the surface of the substrate
をスピンコーティングして基板表面を平坦化し、O 2プラズマアッシングによりリッジストライプ構造202の頂上部が露出するまでフォトレジスト203をエッチングする。 The flattened surface of the substrate by spin coating, by O 2 plasma ashing top of the ridge stripe structure 202 is etched using the photoresist 203 to expose. そして、基板全体に例えば電子線EBを照射することによって、表面から約0.5μm程度の深さまでMgドープ層を低抵抗のp型に変化させる。 Then, by irradiating the entire substrate, for example an electron beam EB, changing the Mg doped layer to the p-type low resistance from the surface to a depth of about 0.5 [mu] m. 表面が露出しているリッジストライプ構造202の頂上部では、M The top of the ridge stripe structure 202 surface is exposed, M
gドープGaN層108,MgドープAl 0.1 Ga 0.9 g-doped GaN layer 108, Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N
層107,MgドープAl 0.1 Ga 0.9 Nクラッド層10 Layer 107, Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 10
6まで低抵抗のp型領域109となる。 Until 6 the p-type region 109 of the low resistance. 一方、リッジストライプ構造202の外側(側面)ではMgドープGaN On the other hand, the outer ridge stripe structure 202 (side surface) in Mg-doped GaN
層108表面にフォトレジスト203が厚さ約0.8μ About photoresist 203 thickness to the layer 108 surface 0.8μ
m程度積層されているため、リッジストライプ構造20 Because it is stacked about m, the ridge stripe structure 20
2の外側のMgドープGaN層108,MgドープAl 2 outer Mg-doped GaN layer 108, the Mg-doped Al
0.1 Ga 0.9 N層107は高抵抗のままとなっている(図2(d))。 The 0.1 Ga 0.9 N layer 107 remains as the high resistance (Figure 2 (d)).

【0029】次に、フォトレジスト203を除去した後に、n側電極を形成する領域を除いて、MgドープGa Next, after removing the photoresist 203, except for the region for forming the n-side electrode, Mg-doped Ga
N層108の表面にNi/Auからなるp側電極110 p-side electrode 110 made of Ni / Au on the surface of the N layer 108
とCrマスク204を蒸着して形成する(図2(e))。 And formed by depositing a Cr mask 204 (FIG. 2 (e)).

【0030】その後、Crマスク204をマスクとして、MgドープGaN層108の表面からn型GaNコンタクト層103に達するまでドライエッチングする。 [0030] Thereafter, a Cr mask 204 as a mask, dry etching from the surface of the Mg-doped GaN layer 108 to reach the n-type GaN contact layer 103.
最後に、ドライエッチングして表面が露出したn型Ga Finally, n-type Ga exposed surface is dry-etched
Nコンタクト層103上にTi/Alからなるn側電極111を形成する(図2(f))。 Forming an n-side electrode 111 made of Ti / Al on the N contact layer 103 (FIG. 2 (f)).

【0031】上記の工程で製造された半導体レーザ素子においては、InGaN−MQW活性層105がリッジストライプ構造202の幅3μmに限定されて構成されている。 [0031] In the semiconductor laser device fabricated in the above step, InGaN-MQW active layer 105 is formed is limited to the width 3μm of the ridge stripe structure 202. そして、その側面をMgドープAl 0.1 Ga 0.9 Then, Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 that side
N層107で埋め込んだ構造となっている。 And it has a buried structure in the N layer 107. Al 0.1 Al 0.1 G
0.9 NのバンドギャップエネルギーはInGaNよりも大きいため、InGaN/Al 0.1 Ga 0.9 N界面のヘテロ障壁によってInGaN−MQW活性層105に注入されたキャリアは幅3μmの領域に狭窄される。 Since the band gap energy of a 0.9 N is greater than InGaN, carriers injected into InGaN-MQW active layer 105 by the heterobarrier InGaN / Al 0.1 Ga 0.9 N interface is confined to a region of width 3 [mu] m. 従って、キャリアが水平方向に拡散することを防止している。 Therefore, to prevent the carrier from being diffused in the horizontal direction.

【0032】また、InGaNはAl 0.1 Ga 0.9 Nよりも屈折率が高い材料であるので、キャリアが水平方向に拡散することを防止するのと同時に、屈折率差で光がI Further, since the InGaN is a material having a higher refractive index than the Al 0.1 Ga 0.9 N, the carrier at the same time as to prevent the diffusion in the horizontal direction, the light I in the refractive index difference
nGaN−MQW活性層105に閉じ込められる屈折率導波構造となっている。 And it has a refractive index waveguide structure confined in The InGaN-MQW active layer 105.

【0033】さらに、リッジストライプ構造202の側面をフォトレジスト203で平坦化して、リッジストライプ構造202の頂上部から例えば電子線を照射することにより、リッジストライプの頂上部から深さ0.5μ Furthermore, the side surfaces of the ridge stripe structure 202 is flattened by a photoresist 203, by irradiating the top of the ridge stripe structure 202 for example an electron beam, the depth 0.5μ from the top portion of the ridge stripe
m程度までのMgドープ層が低抵抗のp型領域109となる。 Mg-doped layers of up to about m is p-type region 109 of the low resistance. この低抵抗p型領域109は、層厚0.1μmのMgドープGaN層108,層厚0.3μmのMgドープAl 0.1 Ga 0.9 N層107,層厚0.1μmのMgドープAl 0.1 Ga 0.9 Nクラッド層106を含んでいる。 The low-resistance p-type region 109, Mg-doped GaN layer 108 having a thickness of 0.1 [mu] m, Mg-doped the Al 0.1 Ga 0.9 N layer, 107 having a thickness of 0.3 [mu] m, the layer thickness 0.1 [mu] m Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N It contains clad layer 106.
一方、フォトレジスト203に覆われて電子線が照射されていないリッジストライプ構造202の外側(側面)のMgドープGaN層108,MgドープAl 0.1 Ga 0.9 On the other hand, Mg-doped GaN layer 108 of the outer (side) of the ridge stripe structure 202 to which the electron beam is covered by the photoresist 203 is not illuminated, Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9
N層107は、抵抗率が10 4 Ω・cm以上と非常に高くなっている。 N layer 107, the resistivity is very high and 10 4 Ω · cm or more. 従って、電流は抵抗の低いリッジストライプ構造202の部分に集中して流れ、InGaN活性層105にキャリア(電流)が注入される。 Thus, current flows concentrated in the portions of low resistance ridge stripe structure 202, carrier (current) is injected into the InGaN active layer 105.

【0034】すなわち、リッジストライプ構造202上のMgドープAl x Ga 1-x N層107,MgドープGa [0034] That is, Mg-doped Al x Ga 1-x N layer 107 on the ridge stripe structure 202, Mg-doped Ga
N層108が低抵抗のp型領域となっており、一方、リッジストライプ構造202の外側(側面)のMgドープA N layer 108 has become a low-resistance p-type region, whereas, Mg-doped A outside of the ridge stripe structure 202 (side surface)
x Ga 1-x N層107,MgドープGaN層108の抵抗率は10 4 Ω・cm以上と非常に高くなっており、電流は抵抗の低いリッジストライプ構造202に集中してInGaN活性層105にキャリアが注入される。 l x Ga 1-x N layer 107, Mg doped resistivity of the GaN layer 108 is higher 10 4 Ω · cm or more and very, current is concentrated in the ridge stripe structure 202 low resistivity InGaN active layer 105 carriers are injected into. In In
GaN活性層105は、リッジストライプ構造202の幅に限定されて構成されており、その側面をMgドープAlGaN層107で埋め込んだ構造となっているので、InGaN活性層105に注入されたキャリアはヘテロ障壁によってリッジストライプ幅に狭窄され、キャリアが水平方向に拡散することを抑制している。 GaN active layer 105 is constituted is limited to the width of the ridge stripe structure 202, since a buried structure the side of Mg-doped AlGaN layer 107, the carriers injected into the InGaN active layer 105 hetero is confined to the ridge stripe width by the barrier, the carrier is prevented from being diffused in the horizontal direction. これにより、素子の閾電流を低減することができる。 Thus, it is possible to reduce the threshold current of the device.

【0035】以上述べたように、図1に示す半導体レーザ素子の構造においては、電流(キャリア)と光を幅3μ [0035] As described above, in the structure of the semiconductor laser device shown in FIG. 1, the current (carriers) and the width of light 3μ
mのリッジストライプ構造に集中させる構成となっているため、レーザの閾電流を低減することができる。 Since the is configured to concentrate the ridge stripe structure of m, it is possible to reduce the laser threshold current of.

【0036】図3は本発明に係る半導体レーザ装置の第2の構成例を示す図である。 [0036] FIG. 3 is a diagram showing a second configuration example of the semiconductor laser device according to the present invention. 図3の半導体レーザ装置は、基板101上に、少なくとも、n型Al x Ga 1-x The semiconductor laser device of Figure 3, on the substrate 101, at least, n-type Al x Ga 1-x N
(0<x≦1)クラッド層104,In y Ga 1-y N(0≦ (0 <x ≦ 1) cladding layer 104, In y Ga 1-y N (0 ≦
y≦1)活性層105,p型Al x Ga 1-x Nクラッド層106を含むリッジストライプ構造が選択成長によって形成されており、さらに基板全面にMgドープAl x y ≦ 1) active layer 105, p-type Al x Ga 1-x N has a ridge stripe structure including a clad layer 106 is formed by selective growth, further Mg-doped on the entire surface of the substrate Al x G
1-x N層107,MgドープGaN層108が順に積層されており、リッジストライプ構造上のMgドープA a 1-x N layer 107, Mg-doped GaN layer 108 are sequentially stacked, Mg-doped A on the ridge stripe structure
x Ga 1-x N層107,MgドープGaN層108が低抵抗のp型領域となっている。 l x Ga 1-x N layer 107, Mg-doped GaN layer 108 is in the low-resistance p-type region.

【0037】図3の半導体レーザ装置が図1の半導体レーザ装置と異なっている点は、n型Al x Ga 1-x N(0 The point on which the semiconductor laser device of Figure 3 differs from the semiconductor laser device of Figure 1, n-type Al x Ga 1-x N ( 0
<x≦1)クラッド層104,In y Ga 1-y N(0≦y≦ <X ≦ 1) cladding layer 104, In y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦
1)活性層105,p型Al x Ga 1-x Nクラッド層10 1) active layer 105, p-type Al x Ga 1-x N cladding layer 10
6を含むリッジストライプ構造が選択成長によって形成されている点である。 Ridge stripe structure including a 6 is that it is formed by selective growth. 例えば、後述のように、SiO 2 For example, as described below, SiO 2
膜を(0001)面のn型GaNコンタクト層103上に積層して、〈11−20〉方向にストライプ状の窓を形成して選択成長用のマスクとし、有機金属気相成長法を用いてGaN系材料を成長させると、基本的にSiO 2 By laminating a film (0001) on the n-type GaN contact layer 103 of the surface, <11-20> direction to form a stripe-shaped window as a mask for selective growth, using a metal organic chemical vapor deposition and growing a GaN-based material, basically SiO 2
膜上には結晶されず、ストライプ状にn型GaNコンタクト層103が露出した面に、矩形状または台形状にリッジストライプ構造を形成できる。 Not crystals on the membrane, the surface of n-type GaN contact layer 103 is exposed in a stripe shape to form a ridge stripe structure in a rectangular shape or trapezoidal shape. このとき、基板面に対して垂直方向成長する場合に比べて成長速度は遅いながら、基板面と水平な方向,すなわち横方向にも結晶成長は若干進行する。 At this time, while the growth rate is slower than in the case of vertical growth to the substrate surface, the substrate surface horizontal direction, i.e., the crystal growth in the lateral direction proceeds slightly.

【0038】図1,図2の構成例のようにドライエッチングによってリッジストライプ構造を形成した場合には、In y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層105の側面がドライエッチング時にダメージを受けたり、また、リッジストライプ構造の側面にIn y Ga 1-y N(0≦y≦1) [0038] Figure 1, in the case of forming the ridge stripe structure by dry etching as in the configuration example of FIG. 2 is a side of the In y Ga 1-y N ( 0 ≦ y ≦ 1) active layer 105 during dry etching or damaged, also on the side surfaces of the ridge stripe structure in y Ga 1-y N ( 0 ≦ y ≦ 1)
活性層105が露出しているため、MgドープAl x Since the active layer 105 is exposed, Mg-doped Al x G
1-x N層107,MgドープGaN層108の埋め込み成長をする昇温時に、In y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層105の側面が熱処理でダメージを受けてしまうことがある。 a to 1-x N layer 107, Mg at Atsushi Nobori to the burying growth of the doped GaN layer 108, In y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) the side surface of the active layer 105 will be damaged by heat treatment there is.

【0039】これに対し、図3の半導体レーザ装置のように、選択成長によってリッジストライプ構造を形成する場合には、ドライエッチングを用いないためにエッチングダメージを受けることがない。 [0039] In contrast, as in the semiconductor laser device of FIG. 3, in the case of forming the ridge stripe structure by selective growth, it is not subjected to etching damage to not using dry etching. さらに、選択成長中の横方向成長によってIn y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層105の側面がAl x Ga 1-x N(0<x≦1)クラッド層106で埋め込まれるため、熱処理によるダメージが小さくなる。 Furthermore, embedded in In y Ga 1-y N ( 0 ≦ y ≦ 1) side of the active layer 105 is Al x Ga 1-x N ( 0 <x ≦ 1) cladding layer 106 by lateral growth in selective growth Therefore, the damage due to the heat treatment is reduced. 従って、In y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層105の側面の結晶欠陥が減少して、動作時のリーク電流を減少させることが可能となる。 Accordingly, In y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) crystal defects sides of the active layer 105 is reduced, it becomes possible to reduce the leakage current during operation.

【0040】このように、図3の半導体レーザ装置は、 [0040] Thus, the semiconductor laser device of Figure 3,
n型Al x Ga 1-x N(0<x≦1)クラッド層104,I n-type Al x Ga 1-x N ( 0 <x ≦ 1) cladding layer 104, I
y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層105,MgドープA n y Ga 1-y N ( 0 ≦ y ≦ 1) active layer 105, Mg-doped A
x Ga 1-x N(0<x≦1)クラッド層106が積層してなるリッジストライプ構造がドライエッチングではなく、有機金属気相成長法を用いた選択成長によって形成されている点で、図1の半導体レーザ装置の構造と異なり、より良好な信頼性の高い特性の半導体レーザ装置を提供できる。 l x Ga 1-x N ( 0 <x ≦ 1) ridge stripe structure clad layer 106 is formed by laminating rather than dry etching, in that it is formed by selective growth using metal organic chemical vapor deposition, Unlike the structure of the semiconductor laser device of FIG. 1, it is possible to provide a semiconductor laser device of the better reliable characteristics.

【0041】図4は、図3の半導体レーザ装置の製造工程例を示す図である。 [0041] FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor laser device of FIG. 図4を参照すると、最初に、図4 Referring to FIG. 4, first, FIG. 4
(a)に示すようにサファイア基板(0001)面101上に、層厚200ÅのAlN低温バッファ層102,層厚2μmのSiドープn型GaNコンタクト層103を順次、有機金属気相成長法で積層形成する。 On a sapphire substrate (0001) plane 101, as shown in (a), AlN low temperature buffer layer 102 having a thickness of 200 Å, an Si-doped n-type GaN contact layer 103 having a thickness of 2μm sequentially laminated metal organic vapor phase epitaxy Form. 次に、n型G Then, n-type G
aNコンタクト層103上にSiO 2膜401を形成する。 aN forming the SiO 2 film 401 on the contact layer 103. そして、フォトレジストをマスクとしてSiO 2膜401を〈11−20〉方向にストライプ状にエッチングして除去し、幅2μmのストライプ形状にn型GaN Then, the SiO 2 film 401 using a photoresist as a mask <11-20> direction is removed by etching in a stripe pattern, n-type GaN stripe shape having a width 2μm
コンタクト層103を露出させる(図4(b))。 Exposing the contact layer 103 (Figure 4 (b)).

【0042】次に有機金属気相成長法による選択成長を用いて、ストライプ形状に露出したn型GaNコンタクト層103上に、層厚0.8μmのSiドープn型Al [0042] Next, using the selective growth by metal organic chemical vapor deposition, on the n-type GaN contact layer 103 exposed in a stripe shape, the layer thickness 0.8 [mu] m Si-doped n-type Al
0.1 Ga 0.9 N層104,ノンドープInGaN−MQW 0.1 Ga 0.9 N layer 104, undoped InGaN-MQW
活性層105,層厚0.1μmのMgドープAl 0.1 Active layer 105, the layer thickness 0.1 [mu] m Mg-doped Al 0.1 G
0.9 N層106を順次積層形成する(図4(c))。 a 0.9 N layer 106 are sequentially stacked (FIG. 4 (c)). この際、選択成長を用いることによって、SiO 2膜401 In this case, by using the selective growth, SiO 2 film 401
上には基本的に結晶成長が行なわれず、リッジストライプ構造202が形成される。 Basically crystal growth is not performed in the upper ridge stripe structure 202 is formed.

【0043】次に、SiO 2膜401を除去した後に、 Next, after removing the SiO 2 film 401,
有機金属気相成長法により、基板全面に層厚0.3μm By metal organic vapor phase epitaxy method, the layer thickness 0.3μm over the entire surface of the substrate
のMgドープAl 0.1 Ga 0.9 N層107,層厚0.1μ Of Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N layer 107, layer thickness 0.1μ
mのMgドープGaN層108を順次積層する(図4 Sequentially laminated Mg-doped GaN layer 108 m (Fig. 4
(d))。 (D)).

【0044】続いて、基板表面にフォトレジスト203 [0044] Then, the photoresist 203 on the surface of the substrate
をスピンコーティングして基板表面を平坦化し、O 2プラズマアッシングによりリッジストライプ構造202の頂上部が露出するまでフォトレジスト203をエッチングする。 The flattened surface of the substrate by spin coating, by O 2 plasma ashing top of the ridge stripe structure 202 is etched using the photoresist 203 to expose. そして、基板全体に例えば電子線EBを照射することによって、表面から約0.5μm程度の深さまでMgドープ層を低抵抗のp型に変化させる。 Then, by irradiating the entire substrate, for example an electron beam EB, changing the Mg doped layer to the p-type low resistance from the surface to a depth of about 0.5 [mu] m. 表面が露出しているリッジストライプ構造202の頂上部では、M The top of the ridge stripe structure 202 surface is exposed, M
gドープGaN層108,MgドープAl 0.1 Ga 0.9 g-doped GaN layer 108, Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N
層107,MgドープAl 0.1 Ga 0.9 Nクラッド層10 Layer 107, Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 10
6まで低抵抗のp型領域109となる。 Until 6 the p-type region 109 of the low resistance. 一方、リッジストライプ構造202の外側(側面)ではMgドープGaN On the other hand, the outer ridge stripe structure 202 (side surface) in Mg-doped GaN
層108表面にフォトレジスト203が厚さ約0.8μ About photoresist 203 thickness to the layer 108 surface 0.8μ
m程度積層されているため、MgドープGaN層10 Because it is stacked about m, Mg-doped GaN layer 10
8,MgドープAl 0.1 Ga 0.9 N層107は高抵抗のままとなっている(図4(e))。 8, Mg-doped the Al 0.1 Ga 0.9 N layer, 107 is stuck in the high resistance (FIG. 4 (e)).

【0045】最後に、フォトレジスト203を除去した後に、MgドープGaN層108の表面にNi/Auからなるp側電極110を形成し、またMgドープGaN [0045] Finally, after removing the photoresist 203 to form a p-side electrode 110 made of Ni / Au on the surface of the Mg-doped GaN layer 108, also Mg-doped GaN
層108表面からn型GaNコンタクト層103に達するまでドライエッチングして表面が露出したn型GaN n-type GaN surface is dry etched from the layer 108 surface to reach n-type GaN contact layer 103 was exposed
コンタクト層103上にTi/Alからなるn側電極1 n-side electrode 1 made of Ti / Al on the contact layer 103
11を形成する(図4(f))。 11 to form (Fig. 4 (f)).

【0046】このように、図3,図4の半導体レーザ装置は、上記の工程に示すようにリッジストライプ構造が選択成長によって形成されており、図2の製造工程とは異なり、リッジストライプ構造の形成においてドライエッチングを用いていないので、リッジストライプ構造2 [0046] Thus, FIG. 3, the semiconductor laser device of Figure 4 is formed by a ridge stripe structure is selectively grown as shown in the above process, unlike the process of manufacturing 2, the ridge stripe structure is not used to dry etching in the formation, the ridge stripe structure 2
02の側面がドライエッチングによるダメージを受けることがない。 02 of the side surface is not damaged by the dry etching.

【0047】また、選択成長によれば、基本的にSiO [0047] In addition, according to the selective growth, basically SiO
2上には結晶成長されず、ストライプ状にn型GaNバッファ層103が露出した面に矩形状または台形状に結晶成長されるが、このとき、基板面に対して垂直方向に成長する場合に比べて成長速度は遅いながら、基板面と水平な方向,すなわち横方向にも結晶成長が若干進行する。 On 2 are not grown, when it n-type GaN buffer layer 103 in a stripe shape is grown in a rectangular shape or trapezoidal shape in the surface exposed, this time, to grow in a direction perpendicular to the substrate surface while growth rate slower than the substrate surface horizontal direction, i.e., the crystal growth in the lateral direction progresses slightly. そのため、InGaN−MQW活性層105側面がMgドープAl 0.1 Ga 0.9 N層106によって埋め込まれて、InGaN−MQW活性層105側面はリッジストライプ構造の側面に露出することがない。 Therefore, InGaN-MQW active layer 105 side is embedded by Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N layer 106, never InGaN-MQW active layer 105 side is exposed to the side surfaces of the ridge stripe structure. このため、 For this reason,
MgドープAl 0.1 Ga 0.9 N層107,MgドープGa Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N layer 107, the Mg-doped Ga
N層108の成長をする昇温時に、成長温度の低いIn During heating to the growth of the N layer 108, a low growth temperature In
GaN層105が熱処理でダメージを受けることを防止できる。 It is possible to prevent the GaN layer 105 is damaged by heat treatment.

【0048】このように、図3,図4の半導体レーザ装置では、図1,図2の半導体レーザ装置の前述した効果に加えて、リッジストライプ構造が選択成長によって形成されているため、In y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層105の側面がドライエッチングや熱処理によってダメージを受けることがなく、In y Ga 1-y N(0≦y≦1) [0048] Thus, FIG. 3, the semiconductor laser device of FIG. 4, FIG. 1, in addition to the above-described effect of the semiconductor laser device of FIG. 2, since the ridge stripe structure is formed by selective growth, an In y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) side of the active layer 105 is not damaged by dry etching or heat treatment, in y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1)
活性層105側面の結晶欠陥が減少して、素子動作時のリーク電流を減少させることが可能となる。 Crystal defects in the active layer 105 side is reduced, it becomes possible to reduce the leakage current during device operation.

【0049】図5は本発明に係る半導体レーザ装置の第3の構成例を示す図である。 [0049] FIG. 5 is a diagram showing a third configuration example of the semiconductor laser device according to the present invention. 図5の半導体レーザ装置は、基板101上に、少なくとも、n型Al x Ga 1-x The semiconductor laser device of Figure 5, on the substrate 101, at least, n-type Al x Ga 1-x N
(0<x≦1)クラッド層104,In y Ga 1-y N(0≦ (0 <x ≦ 1) cladding layer 104, In y Ga 1-y N (0 ≦
y≦1)活性層105,MgドープAl x Ga 1-x Nクラッド層106,MgドープGaNコンタクト層501を含むリッジストライプ構造が形成されており、さらにリッジストライプ構造の側面はMgドープGaN層502 y ≦ 1) active layer 105, the Mg-doped Al x Ga 1-x N cladding layer 106, the Mg-doped GaN contact layer 501 has a ridge stripe structure is formed comprising the further ridge sides of the stripe structure is Mg-doped GaN layer 502
でほぼ平らに埋め込まれており、この積層構造の表面からIn y Ga 1-y N活性層105よりも上方のMgドープGaN層501,MgドープAl x Ga 1-x Nクラッド層106,MgドープGaN層502が低抵抗のp型領域109となっている。 In which is embedded substantially flat, In y Ga 1-y above the N active layer 105 of Mg-doped GaN layer 501 from the surface of the laminated structure, Mg-doped Al x Ga 1-x N cladding layer 106, Mg-doped GaN layer 502 has a p-type region 109 of the low resistance.

【0050】より具体的に、図5の半導体レーザ装置は、リッジストライプ構造の頂上部にSiO 2等の選択成長用マスクを形成して、リッジストライプ構造の側面にのみMgドープGaN層502を成長させて、リッジストライプ構造をほぼ平らに埋め込んでいる。 [0050] More specifically, the semiconductor laser device of Figure 5, to form a selective growth mask of SiO 2 or the like on the top portion of the ridge stripe structure, grow a Mg-doped GaN layer 502 only on the side surfaces of the ridge stripe structure by, it is embedded a ridge stripe structure almost flat. そして、 And,
ほぼ平らになった積層構造全面に、例えば電子線EBを照射して積層構造表面からIn y Ga 1-y N活性層105 The laminated structure over the entire surface became almost flat, for example, In y Ga 1-y N active layer 105 is irradiated with an electron beam EB from the laminated structure surface
よりも上のMgドープGaN層501,MgドープAl Mg-doped GaN layer 501 above the, Mg-doped Al
x Ga 1-x N層106,MgドープAl z Ga 1-z N層50 x Ga 1-x N layer 106, Mg-doped Al z Ga 1-z N layer 50
2に低抵抗p型領域を形成している。 Forming a low-resistance p-type region 2. リッジストライプ構造の外側(側面)でIn y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層105面よりも下方にあるMgドープAl z Ga 1-z N層502は電子線が侵入しないため高抵抗のままとなっており、電流(キャリア)は低抵抗領域のリッジストライプ構造を通ってIn y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層105 Since in the ridge outer stripe structure (aspect) In y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) Mg -doped Al z Ga 1-z N layer 502 than the active layer 105 side is located below the electron beam does not enter and remains as the high resistance, the current (carriers) through the ridge stripe structure of the low-resistance region in y Ga 1-y N ( 0 ≦ y ≦ 1) active layer 105
に注入される。 It is injected into.

【0051】このように、図5の半導体レーザ装置は、 [0051] Thus, the semiconductor laser device of FIG. 5,
ドライエッチングで形成したSiドープn型Al 0.1 Si-doped n-type Al 0.1 G formed by dry etching
0.9 N層104,ノンドープInGaN−MQW活性層105,MgドープAl 0.1 Ga 0.9 N層106,Mg a 0.9 N layer 104, undoped InGaN-MQW active layer 105, Mg doped the Al 0.1 Ga 0.9 N layer, 106, Mg
ドープGaN層501からなるリッジストライプ構造の側面にのみMgドープGaN層502を成長させて、リッジストライプ構造をほぼ平らに埋め込んでいる点で、 Only on the side surfaces of the ridge stripe structure of doped GaN layer 501 is grown Mg-doped GaN layer 502, in that embeds the ridge stripe structure substantially flat,
図1,図3に示した半導体レーザ装置の構造と異なっている。 Figure 1, is different from the structure of the semiconductor laser device shown in FIG.

【0052】なお、図5の例では、リッジストライプ構造の側面には、MgドープGaN層の1層だけが形成されているが、リッジストライプ構造の側面に、MgドープAl z Ga 1-z N(0≦z<1)層,MgドープGaN層の2層を形成することもできる。 [0052] In the example of FIG. 5, the side surfaces of the ridge stripe structure, only one layer of Mg-doped GaN layer is formed on the sides of the ridge stripe structure, Mg-doped Al z Ga 1-z N (0 ≦ z <1) layer may be formed of two layers of Mg-doped GaN layer. すなわち、図5の例は、MgドープAl z Ga 1-z N(0≦z<1)層,MgドープGaN層の2層の構造において、MgドープAl z That is, the example of FIG. 5, Mg-doped Al z Ga 1-z N ( 0 ≦ z <1) layer, in the structure of two layers of Mg-doped GaN layer, Mg-doped Al z
Ga 1-z N(0≦z<1)層のzが“0”の場合となっているものと捉えることができる。 Z of Ga 1-z N (0 ≦ z <1) layer can be viewed as being a case of "0".

【0053】図6は、図5の半導体レーザ装置の製造工程例を示す図である。 [0053] Figure 6 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor laser device of FIG. 図6を参照すると、最初に、図6 Referring to FIG 6, first, FIG. 6
(a)に示すようにサファイア基板101上に、層厚20 On a sapphire substrate 101 (a), the thickness 20
0ÅのAlN低温バッファ層102,層厚2μmのSi AlN low-temperature buffer layer 102 of 0 Å, the layer thickness 2 [mu] m Si
ドープn型GaN層103,層厚0.5μmのSiドープn型Al 0.1 Ga 0.9 N層104,ノンドープInGa Doped n-type GaN layer 103, Si-doped layer thickness 0.5 [mu] m n-type Al 0.1 Ga 0.9 N layer 104, undoped InGa
N−MQW活性層105,層厚0.4μmのMgドープAl 0.1 Ga 0.9 N層106,層厚0.1μmのMgドープGaN層501を有機金属気相成長法で順に積層形成する。 N-MQW active layer 105, the Mg-doped the Al 0.1 Ga 0.9 N layer, 106 having a thickness of 0.4 .mu.m, a Mg-doped GaN layer 501 having a thickness of 0.1μm to laminated in this order by MOCVD.

【0054】次に図6(b)に示すように、MgドープG [0054] Next, as shown in FIG. 6 (b), Mg-doped G
aN層501上に、幅3μmのストライプ状SiN層6 On the aN layer 501, the width 3μm striped SiN layer 6
01を形成し、SiN層601をマスクとしてMgドープGaN層501表面からn型GaNコンタクト層10 01 is formed, n-type GaN contact layer 10 of Mg-doped GaN layer 501 surface SiN layer 601 as a mask
3に達するまでドライエッチングを行ない、リッジストライプ構造202を形成する。 Subjected to dry etching to reach 3, to form a ridge stripe structure 202.

【0055】次に、上記ストライプ状SiN層601をマスクとして、リッジストライプ構造202の側面にM Next, the striped SiN layer 601 as a mask, M on the sides of the ridge stripe structure 202
gドープGaN層502を選択成長させて、基板表面をほぼ平坦化する(図6(c))。 The g-doped GaN layer 502 by selective growth, substantially planarize the substrate surface (Figure 6 (c)).

【0056】続いて、SiN層601を除去した後に、 [0056] Subsequently, after removing the SiN layer 601,
基板全体に例えば電子線EBを照射することによって、 By irradiating the entire substrate, for example an electron beam EB,
表面から約0.5μm程度の深さまで低抵抗のp型領域109を形成する(図6(d))。 From the surface to about 0.5μm to a depth of about forming a p-type region 109 of the low resistance (Fig. 6 (d)). リッジストライプ構造においては、MgドープGaN層501,MgドープAl In the ridge stripe structure, Mg-doped GaN layer 501, Mg-doped Al
0.1 Ga 0.9 Nクラッド層106が全て低抵抗化する。 All 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 106 to lower resistance. 一方、リッジストライプ構造の外側(側面)では、MgドープGaN層502の表面から約0.5μmの領域が低抵抗化するが、それより下側の領域は高抵抗のままとなっている。 On the other hand, the outer (side) of the ridge stripe structure, the region of about 0.5μm from the surface of the Mg-doped GaN layer 502 is a low resistance, a lower region than is stuck in the high resistance.

【0057】次に、n側電極を形成する領域を除いて、 Next, except for the region for forming the n-side electrode,
MgドープGaN層502の表面にNi/Auからなるp側電極110とCrマスク204を蒸着して形成する Formed by depositing a p-side electrode 110 and the Cr mask 204 made of Ni / Au on the surface of the Mg-doped GaN layer 502
(図6(e))。 (Fig. 6 (e)). その後、Crマスク204をマスクとして、MgドープGaN層501表面からn型GaNコンタクト層103に達するまでドライエッチングし、表面が露出したn型GaNコンタクト層103上にTi/A Thereafter, Cr mask 204 as a mask, Mg doped dry etching GaN layer 501 surface to reach n-type GaN contact layer 103, the surface is exposed n-type GaN contact layer 103 on the Ti / A
lからなるn側電極111を形成する(図6(f))。 Forming an n-side electrode 111 consisting of l (FIG. 6 (f)).

【0058】以上の工程で製造した半導体レーザ装置においては、リッジストライプ構造の側面にMgドープG [0058] In the semiconductor laser device manufactured in the above process, the side surface on the Mg-doped G of the ridge stripe structure
aN層502を成長させて、リッジストライプ構造をほぼ平らに埋め込み、In y Ga 1-y N活性層105よりも上のMgドープGaN層501,MgドープAl x Ga is grown aN layer 502, the buried ridge stripe structure substantially flat, In y Ga 1-y N Mg -doped GaN layer 501 above the active layer 105, Mg-doped Al x Ga
1-x N層106,MgドープAl z Ga 1-z N層502を低抵抗化している。 The 1-x N layer 106, Mg-doped Al z Ga 1-z N layer 502 are low resistance. 一方、リッジストライプ構造の外側 On the other hand, outside of the ridge stripe structure
(側面)でInGaN活性層面よりも下側にあるMgドープAl z Ga 1-z N層501は高抵抗のままとなっており、電流(キャリア)は低抵抗領域109のリッジストライプ構造に集中してInGaN活性層105にが注入される。 Mg-doped Al z Ga 1-z N layer 501 located below the InGaN active layer plane in (side) has become a left high resistance, the current (carrier) is concentrated in the ridge stripe structure of the low resistance region 109 injected InGaN active layer 105 bitter Te. InGaN活性層105に注入されたキャリアはヘテロ障壁によってリッジストライプ幅に狭窄され、キャリアが水平方向に拡散することを抑制している。 Carriers injected into the InGaN active layer 105 is confined in the ridge stripe width by hetero barrier, and prevent the carrier from being diffused in the horizontal direction. これにより、素子の閾電流を低減することができる。 Thus, it is possible to reduce the threshold current of the device.

【0059】また、積層構造表面のMgドープGaN層全体が例えば電子線の照射によって低抵抗のp型領域となっているので、図1,図3に示した半導体レーザ装置の構造に比べて、p側電極110とp型GaN層との接触面積を大きくとることができる。 [0059] Further, since a low-resistance p-type region by irradiation of the Mg-doped GaN layer entirely example electron beam of the laminated structure surface, as compared with the structure of the semiconductor laser device shown in FIG. 1, FIG. 3, contact area between the p-side electrode 110 and the p-type GaN layer can be increased. 従って、p側の接触抵抗を低減することができ、素子の動作電圧をより低減することが可能となる。 Therefore, it is possible to reduce the contact resistance of the p-side, it is possible to reduce the operating voltage of the device.

【0060】図7は本発明に係る半導体レーザ装置の第4の構成例を示す図である。 [0060] FIG. 7 is a diagram showing a fourth configuration example of the semiconductor laser device according to the present invention. 図7の半導体レーザ装置は、基板101上に、少なくとも、n型Al x Ga 1-x The semiconductor laser device of FIG. 7, on the substrate 101, at least, n-type Al x Ga 1-x N
(0<x≦1)クラッド層104,In y Ga 1-y N(0≦ (0 <x ≦ 1) cladding layer 104, In y Ga 1-y N (0 ≦
y≦1)活性層105,MgドープAl x Ga 1-x Nクラッド層106を含む台形状または三角形状のリッジストライプ構造が選択成長によって形成されており、さらにリッジストライプ構造の側面はMgドープGaN層50 y ≦ 1) active layer 105, the Mg-doped Al x Ga 1-x N table containing clad layer 106 shaped or triangular ridge stripe structure is formed by selective growth, further the side surfaces of the ridge stripe structure is Mg-doped GaN layer 50
2でほぼ平らに埋め込まれており、積層構造表面からI Are embedded substantially flat at 2, I stacked structure surface
y Ga 1-y N活性層105よりも上方のMgドープAl n y Ga 1-y N in above the active layer 105 Mg-doped Al
x Ga 1-x N層106,MgドープGaN層502が低抵抗のp型領域となっている。 x Ga 1-x N layer 106, Mg-doped GaN layer 502 is in the low-resistance p-type region.

【0061】図7の半導体レーザ装置では、n型Al x [0061] In the semiconductor laser device of FIG. 7, n-type Al x
Ga 1-x N(0<x≦1)クラッド層104,In y Ga Ga 1-x N (0 < x ≦ 1) cladding layer 104, an In y Ga
1-y N活性層(0≦y≦1)105,MgドープAl x Ga 1-y N active layer (0 ≦ y ≦ 1) 105 , Mg -doped Al x Ga
1-x Nクラッド層106を含むリッジストライプ構造が選択成長によって形成されている。 Ridge stripe structure comprising 1-x N cladding layer 106 is formed by selective growth. 従って、図3,図4 Thus, FIG. 3, FIG. 4
に示した構造の半導体レーザ装置と同様に、In y Ga Similar to the semiconductor laser device of the structure shown in, an In y Ga
1-y N(0≦y≦1)活性層105の側面が受けるダメージを十分小さくできるため、In y Ga 1-y N(0≦y≦ 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) for the damage side receives the active layer 105 can be sufficiently reduced, In y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦
1)活性層105側面の結晶欠陥が減少して、動作時のリーク電流を減少させることが可能である。 1) crystal defects in the active layer 105 side is reduced, it is possible to reduce the leakage current during operation.

【0062】また、図7の半導体レーザ装置では、選択成長するときのマスク幅を狭くすることによって、リッジストライプ構造の形状を三角形状または頂上の狭い台形状に形成している。 [0062] In the semiconductor laser device of Figure 7, by narrowing the mask width when selectively grown to form a shape of the ridge stripe structure in a narrow trapezoidal shape of triangular or apex. リッジストライプ構造の斜面は、 Slope of the ridge stripe structure,
(0001)面上に比べて成長速度が非常に遅いため、選択成長用マスクを除去した後に有機金属気相成長法で成長させると、リッジストライプ構造はほぼ平らに埋め込まれる。 (0001) for a very slow growth rate than on the surface, is grown by metal organic chemical vapor deposition after removing the selective growth mask, the ridge stripe structure is embedded in substantially flat. そして、平らになった積層構造の表面全体に、 And, on the whole surface of the multilayer structure that has become flat,
例えば電子線を照射して積層構造表面からIn y Ga 1-y For example In y Ga 1-y layered structure surface by irradiating an electron beam
N活性層105よりも上方のMgドープAl x Ga 1-x Upper Mg-doped than N active layer 105 Al x Ga 1-x N
層106,MgドープGaN層502を低抵抗化している。 The layers 106, Mg-doped GaN layer 502 has a low resistance. 一方、リッジストライプ構造の外側(側面)でIn y On the other hand, an In y outside of the ridge stripe structure (side)
Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層105面よりも下側にあるMgドープGaN層502は高抵抗のままとなっている。 Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) Mg -doped GaN layer 502 on the lower side of the active layer 105 side is stuck in the high resistance. このため、電流(キャリア)は低抵抗領域のリッジストライプを通ってIn y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層1 Therefore, the current (carriers) through the ridge stripe of the low-resistance region In y Ga 1-y N ( 0 ≦ y ≦ 1) active layer 1
05に注入される。 It is injected into the 05.

【0063】また、図7の半導体レーザ装置は、リッジストライプ構造が有機金属気相成長法を用いた選択成長によって形成されており、リッジストライプ構造の断面形状がほぼ三角形状になっている点で、図5,図6に示した半導体レーザ装置の構造と異なっているが、積層構造の表面全体が低抵抗のp型領域となっているため、図5,図6の半導体レーザ装置と同様にp側の接触抵抗が低減でき、素子の動作電圧をより低減することが可能となる。 [0063] The semiconductor laser device of Figure 7 the ridge stripe structure is formed by selective growth using an organic metal vapor phase growth method, in that the cross-sectional shape of the ridge stripe structure is substantially turned triangular , 5, but is different from the structure of the semiconductor laser device shown in FIG. 6, since the whole surface of the multilayer structure is in the low-resistance p-type region, FIG. 5, like the semiconductor laser device of FIG. 6 contact resistance of the p-side can be reduced, it is possible to reduce the operating voltage of the device.

【0064】一方、図7の半導体レーザ装置は、図5, [0064] On the other hand, the semiconductor laser device of FIG. 7, FIG. 5,
図6の前述した効果に加えて、リッジストライプ構造が選択成長によって形成されているため、InGaN活性層側面が受けるダメージが小さく、InGaN活性層側面の結晶欠陥が減少して、動作時のリーク電流を減少させることが可能となる。 In addition to the above-described effect of FIGS. 6, since the ridge stripe structure is formed by selective growth, small damage received is InGaN active layer side, the crystal defects in the InGaN active layer side is decreased, the operation time of the leakage current it is possible to reduce.

【0065】なお、図7の例では、リッジストライプ構造の側面には、MgドープGaN層の1層だけが形成されているが、リッジストライプ構造の側面に、MgドープAl z Ga 1-z N(0≦z<1)層,MgドープGaN層の2層を形成することもできる。 [0065] In the example of FIG. 7, on the side surface of the ridge stripe structure, only one layer of Mg-doped GaN layer is formed on the sides of the ridge stripe structure, Mg-doped Al z Ga 1-z N (0 ≦ z <1) layer may be formed of two layers of Mg-doped GaN layer. すなわち、図7の例は、MgドープAl z Ga 1-z N(0≦z<1)層,MgドープGaN層の2層の構造において、MgドープAl z That is, the example of FIG. 7, the Mg-doped Al z Ga 1-z N ( 0 ≦ z <1) layer, in the structure of two layers of Mg-doped GaN layer, Mg-doped Al z
Ga 1-z N(0≦z<1)層のzが“0”の場合となっているものと捉えることができる。 Z of Ga 1-z N (0 ≦ z <1) layer can be viewed as being a case of "0".

【0066】図8は、図7の半導体レーザ装置の製造工程例を示す図である。 [0066] Figure 8 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor laser device of FIG. 図8を参照すると、最初に、図8 Referring to FIG. 8, first, FIG. 8
(a)に示すようにサファイア基板(0001)面101上に、層厚200ÅのAlN低温バッファ層102,層厚2μmのSiドープn型GaNコンタクト層103を有機金属気相成長法で順に積層形成する。 On a sapphire substrate (0001) plane 101 (a), the laminated in this order AlN low temperature buffer layer 102 having a thickness of 200 Å, an Si-doped n-type GaN contact layer 103 having a thickness of 2μm metal organic vapor phase epitaxy to. 次に、n型Ga Then, n-type Ga
Nコンタクト層103上にSiO 2膜401を形成する。 Forming a SiO 2 film 401 on the N contact layer 103. そして、フォトレジストをマスクとしてSiO 2膜401を〈11−20〉方向にストライプ状にエッチングして除去し、幅1μmのストライプ形状にn型GaN Then, the SiO 2 film 401 using a photoresist as a mask <11-20> direction is removed by etching in a stripe pattern, n-type GaN stripe shape having a width 1μm
コンタクト層103を露出させる(図8(b))。 Exposing the contact layer 103 (Figure 8 (b)).

【0067】次に、有機金属気相成長法による選択成長を用いて、ストライプ形状に露出したn型GaNコンタクト層103上に、層厚0.5μmのSiドープn型A Next, using the selective growth by metal organic chemical vapor deposition, on the n-type GaN contact layer 103 exposed in a stripe shape, the layer thickness 0.5 [mu] m Si-doped n-type A
0.1 Ga 0.9 N層104,ノンドープInGaN−MQ l 0.1 Ga 0.9 N layer 104, undoped InGaN-MQ
W活性層105,層厚0.5μmのMgドープAl 0.1 W active layer 105, Mg-doped Al 0.1 having a thickness of 0.5μm
Ga 0.9 N層106を順に積層形成する(図8(c))。 The Ga 0.9 N layer 106 is stacked in this order (FIG. 8 (c)). 選択成長を用いることにより、SiO 2膜401上には基本的に結晶成長はなされず、断面形状がほぼ三角形のリッジストライプ構造202が形成される。 By using the selective growth, essentially crystal growth on the SiO 2 film 401 is not performed, the ridge stripe structure 202 of generally triangular cross-sectional shape is formed.

【0068】次に、SiO 2膜401を除去した後に、 Next, after removing the SiO 2 film 401,
有機金属気相成長法によりMgドープGaN層502を成長させる。 By metal organic vapor phase epitaxy to grow a Mg-doped GaN layer 502. リッジストライプ構造の斜面は、(000 Slope of the ridge stripe structure, (000
1)面上に比べて成長速度が非常に遅いため、SiO 2膜401を除去して露出させたn型GaNコンタクト層1 1) due to the very slow growth rate than on the surface, n-type GaN contact layer exposed by removing the SiO 2 film 401 1
03の(0001)面上にMgドープGaN層502の成長が主として進んでいく。 Growth of Mg-doped GaN layer 502 is proceed primarily 03 (0001) plane. これにより、リッジストライプ構造はほぼ平らに埋め込まれる(図8(d))。 Thus, a ridge stripe structure is embedded substantially flat (FIG. 8 (d)).

【0069】続いて、基板全体に例えば電子線EBを照射することによって、表面から約0.5μm程度の深さまでMgドープ層を低抵抗のp型領域109に変化させる(図8(e))。 [0069] Then, by irradiating the entire substrate, for example an electron beam EB, changing the Mg-doped layer from the surface to a depth of about 0.5μm to p-type region 109 of the low resistance (FIG. 8 (e)) . リッジストライプ構造においては、Mg In the ridge stripe structure, Mg
ドープAl 0.1 Ga 0.9 Nクラッド層106が全て低抵抗化する。 Doped Al 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 106 is any low resistance. 一方、リッジストライプ構造の外側ではMgドープGaN層502の表面から約0.5μmの領域が低抵抗化するが、それより下側の領域は高抵抗のままとなっている。 On the other hand, although the region of about 0.5μm from the surface of the Mg-doped GaN layer 502 on the outside of the ridge stripe structure is a low resistance, a lower region than it stuck in the high resistance.

【0070】最後に、MgドープGaN層502の表面にNi/Auからなるp側電極110を形成し、またM [0070] Finally, a p-side electrode 110 made of Ni / Au on the surface of the Mg-doped GaN layer 502, and M
gドープGaN層502表面からn型GaNコンタクト層103に達するまでドライエッチングして表面が露出したn型GaNコンタクト層103上にTi/Alからなるn側電極111を形成する(図8(f))。 g doped GaN layer surface is dry-etched from the 502 surface to reach the n-type GaN contact layer 103 is an n-side electrode 111 made of Ti / Al on the n-type GaN contact layer 103 exposed (Fig. 8 (f) ).

【0071】以上の工程で製造した半導体レーザ装置においては、三角形状のリッジストライプ構造の外側(側面)でInGaN−MQW活性層105面よりも下側にあるMgドープGaN層502は高抵抗のままとなっているため、電流はリッジストライプ構造に集中してIn [0071] In the semiconductor laser device is manufactured in the above steps, Mg-doped GaN layer 502 on the lower side of the InGaN-MQW active layer 105 surface outside (side) of the triangular ridge stripe structure remains in the high resistance because it has become, the current is concentrated on the ridge stripe structure in
GaN−MQW活性層105にキャリアが注入される。 Carriers are injected into GaN-MQW active layer 105.

【0072】また、積層構造表面のMgドープGaN層502が例えば電子線の照射によって低抵抗のp型領域となっているので、p側電極110とp型GaN層との接触面積を大きくとることができる。 [0072] Further, since a low-resistance p-type region by irradiation of the Mg-doped GaN layer 502, for example, an electron beam of the laminated structure surface, to a large contact area between the p-side electrode 110 and the p-type GaN layer can. 従って、p側の接触抵抗を低減することができ、素子の動作電圧をより低減することが可能となる。 Therefore, it is possible to reduce the contact resistance of the p-side, it is possible to reduce the operating voltage of the device.

【0073】また、リッジストライプ構造を選択成長によって形成しているため、図3に示した素子などと同様に、InGaN−MQW活性層105側面が受けるダメージを小さくすることができ、素子動作時のリーク電流を減少させることが可能である。 [0073] Furthermore, since the formed by selective growth of the ridge stripe structure, similarly to the like elements shown in FIG. 3, it is possible to reduce the damage experienced by the InGaN-MQW active layer 105 side, during device operation it is possible to reduce the leakage current.

【0074】このように、図7,図8の半導体レーザ装置は、図5,図6の前述した効果に加えて、リッジストライプ構造が選択成長によって形成されているため、I [0074] Thus, the semiconductor laser device of FIG. 7, FIG. 8, FIG. 5, in addition to the above-described effect of FIGS. 6, since the ridge stripe structure is formed by selective growth, I
nGaN活性層側面が受けるダメージが小さく、InG Small damage nGaN active layer side is subjected, InG
aN活性層側面の結晶欠陥が減少して、動作時のリーク電流を減少させることが可能となる。 Crystal defects of aN active layer side is reduced, it becomes possible to reduce the leakage current during operation.

【0075】図9は本発明の半導体レーザ装置の第5の構成例を示す図である。 [0075] FIG. 9 is a diagram showing a fifth configuration example of the semiconductor laser device of the present invention. 図9の半導体レーザ装置は、基板101上に、少なくとも、n型Al x Ga 1-x N(0< The semiconductor laser device of FIG. 9, on the substrate 101, at least, n-type Al x Ga 1-x N ( 0 <
x≦1)クラッド層104、In y Ga 1-y N(0≦y≦ x ≦ 1) cladding layer 104, In y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦
1)活性層105を含む台形状または三角形状のリッジストライプ構造が選択成長によって形成されており、I 1) trapezoidal or triangular ridge stripe structure including the active layer 105 is formed by selective growth, I
y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層105はリッジストライプ構造の頂上近傍に設けられており、さらにリッジストライプ構造はMgドープAl x Ga 1-x N層901,M n y Ga 1-y N ( 0 ≦ y ≦ 1) active layer 105 is provided atop the vicinity of the ridge stripe structure, further ridge stripe structure is Mg-doped Al x Ga 1-x N layer 901, M
gドープGaN層902でほぼ平らに埋め込まれており、積層構造表面からIn y Ga 1-y N活性層105の近傍までMgドープAl x Ga 1-x N層901,MgドープAl x Ga 1-x N層106(後述のように、この例では、 in g-doped GaN layer 902 is embedded in the substantially flat, Mg-doped Al x Ga 1-x N layer 901 of a laminated structure surface to the vicinity of the In y Ga 1-y N active layer 105, Mg-doped Al x Ga 1- x N layer 106 (as described below, in this example,
MgドープAl x Ga 1-x N層901がMgドープAl x Mg-doped Al x Ga 1-x N layer 901 is an Mg-doped Al x
Ga 1-x N層106としての機能を有している)が低抵抗のp型領域となっている。 Has a function as a Ga 1-x N layer 106) is in the low-resistance p-type region.

【0076】すなわち、図9の半導体レーザ装置では、 [0076] That is, in the semiconductor laser device of Figure 9,
選択成長するストライプ幅を例えば1μm以下と非常に狭くして三角形状または頂上の狭い台形状のリッジストライプ構造を形成し、その頂上近傍にInGaN活性層105を形成し、リッジストライプ構造全体がMgドープAl x Ga 1-x N(0<x≦1)層901で埋め込まれている点で、図7の半導体レーザ装置の構造と異なっている。 Forming a narrow trapezoidal ridge stripe structure having a triangular or apex of the stripe width to selectively grown e.g. 1μm or less and very narrow, to form an InGaN active layer 105 to the top near the entire ridge stripe structure is Mg-doped al x Ga 1-x N in that is embedded in the (0 <x ≦ 1) layer 901, is different from the structure of the semiconductor laser device of FIG. 上記構造によれば、InGaN活性層105の幅を数1000Å以下と非常に狭くしてキャリアを集中させることができ、素子の閾電流をより低減することが可能となる。 According to the above structure, the number 1000Å or less the width of the InGaN active layer 105 and the very narrow can be concentrated carrier, it is possible to further reduce the threshold current of the device.

【0077】より具体的に、図9の半導体レーザ装置では、リッジストライプ構造は、ストライプ幅0.5μm [0077] More specifically, in the semiconductor laser device of Figure 9, a ridge stripe structure, the stripe width 0.5μm
のSiO 2ストライプ窓上に形成されており、In y Ga It is formed on the SiO 2 stripe on the window and, an In y Ga
1-y N(0≦y≦1)活性層(InGaN−MQW活性層) 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) active layer (InGaN-MQW active layer)
105の幅は約0.2μmと非常に狭く形成されている。 Width of 105 is very narrow form and about 0.2 [mu] m. In y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層(InGaN− In y Ga 1-y N ( 0 ≦ y ≦ 1) active layer (InGaN -
MQW活性層)105の周囲は、MgドープAl x Ga Around the MQW active layer) 105, Mg-doped Al x Ga
1-x N層(例えばMgドープAl 0.1 Ga 0.9 N層)901 1-x N layer (e.g. Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N layer) 901
で覆われており、キャリアはヘテロ障壁によってInG And covered with at, InG carrier with a hetero barrier
aN−MQW活性層105に閉じ込められる。 Confined to aN-MQW active layer 105. 従って、 Therefore,
キャリアを微小な領域に集中させることができるため、 Because the carrier can be concentrated into small areas,
素子の閾電流を低減することが可能となる。 It is possible to reduce the threshold current of the device.

【0078】ここで、MgドープAl x Ga 1-x N層(例えばMgドープAl 0.1 Ga 0.9 N層)901は、InG [0078] Here, Mg-doped Al x Ga 1-x N layer (e.g. Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N layer) 901, InG
aN−MQW活性層105の上方、0.4μmの厚さまで結晶成長されており、上部クラッド層106としての役割も担っている。 Upper aN-MQW active layer 105 has been grown to a thickness of 0.4 .mu.m, also serves as an upper cladding layer 106.

【0079】また、MgドープAl x Ga 1-x N層(例えばMgドープAl 0.1 Ga 0.9 N層)901上には、Mg [0079] Further, on the Mg-doped Al x Ga 1-x N layer (e.g. Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N layer) 901, Mg
ドープGaNコンタクト層902が0.1μmの層厚で積層されている。 Doped GaN contact layer 902 are stacked in a layer thickness of 0.1 [mu] m. 図9において、斜線領域109は、例えば電子線を照射して素子表面から約0.5μmの深さまで低抵抗化したp型領域である。 9, the hatched area 109 is, for example, a p-type region whose resistance is reduced by irradiating an electron beam to a depth of about 0.5μm from the surface of the device. 三角形状のリッジストライプ構造(側面)の外側においては、In y Ga 1-y In the outer triangular ridge stripe structure (side), In y Ga 1-y N
(0≦y≦1)活性層(InGaN−MQW活性層)105 (0 ≦ y ≦ 1) active layer (InGaN-MQW active layer) 105
よりも下側のMgドープAl x Ga 1-x N層(例えばMg Lower than the Mg-doped Al x Ga 1-x N layer (e.g. Mg
ドープAl 0.1 Ga 0.9 N層)901は高抵抗のままになっているため、電流はリッジストライプ構造に集中する構成となっている。 Since the dope the Al 0.1 Ga 0.9 N layer,) 901 is stuck in the high resistance, the current has a structure to focus on the ridge stripe structure.

【0080】また、積層構造表面のMgドープGaNコンタクト層902が低抵抗p型領域となっているので、 [0080] Further, since the Mg-doped GaN contact layer 902 of the laminate structure surface has a low-resistance p-type region,
p側電極110との接触面積を大きくとることができる。 Contact area between the p-side electrode 110 can be increased. 従って、p側の接触抵抗を低減することができ、素子の動作電圧をより低減することが可能となる。 Therefore, it is possible to reduce the contact resistance of the p-side, it is possible to reduce the operating voltage of the device.

【0081】このように、図9の半導体レーザ装置は、 [0081] Thus, the semiconductor laser device of Figure 9,
図7,図8の前述した効果に加えて、In y Ga 1-y 7, in addition to the above-described effect of FIGS. 8, In y Ga 1-y N
(0≦y≦1)活性層105がMgドープAl x Ga 1-x (0 ≦ y ≦ 1) active layer 105 Mg-doped Al x Ga 1-x N
層901で囲まれた台形状または三角形状のリッジストライプ構造の頂上近傍に形成されているため、In y Because it is formed atop the vicinity of the enclosed trapezoidal or triangular ridge stripe structure with a layer 901, an In y G
1-y N(0≦y≦1)活性層105の幅を非常に狭くしてキャリアを集中させることができ、素子の閾電流をさらに低減することが可能となる。 a 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) the width of the active layer 105 and very narrow can be concentrated carrier, it is possible to further reduce the threshold current of the device.

【0082】 [0082]

【発明の効果】以上に説明したように、請求項1記載の発明によれば、基板上に、少なくとも、n型Al x Ga As described above, according to the present invention, according to the first aspect of the invention, on a substrate, at least, n-type Al x Ga
1-x N(0<x≦1)クラッド層、In y Ga 1-y N(0≦y 1-x N (0 <x ≦ 1) cladding layer, In y Ga 1-y N (0 ≦ y
≦1)活性層,p型Al x Ga 1-x Nクラッド層を含むリッジストライプ構造が形成されており、さらに基板全面にMgドープAl x Ga 1-x N層,MgドープGaN層が順に積層されており、リッジストライプ構造上のMgドープAl x Ga 1-x N層,MgドープGaN層が低抵抗のp型領域となっており、リッジストライプ構造202の外側(側面)のMgドープAl x Ga 1-x N層,MgドープGaN層は高抵抗のままとなっているので、電流は抵抗の低いリッジストライプ構造に集中して活性層にキャリアが注入され、活性層に注入されたキャリアはヘテロ障壁によってリッジストライプ幅に狭窄され、キャリアが水平方向に拡散することを抑制している。 ≦ 1) active layer, p-type Al x Ga 1-x N ridge stripe structure including a clad layer is formed, further Mg-doped Al x Ga 1-x N layer on the entire surface of a substrate, laminating Mg-doped GaN layer in this order are, Mg-doped Al x Ga 1-x N layer on the ridge stripe structure, Mg-doped GaN layer has a low resistance p-type region, Mg-doped Al x outside of the ridge stripe structure 202 (side surface) Ga 1-x N layer, since the Mg-doped GaN layer stuck in the high resistance, the current carriers injected into the active layer concentrated to a low ridge stripe structure resistance, the carriers injected into the active layer is confined to the ridge stripe width by hetero barrier, carriers are prevented from being diffused in the horizontal direction. これにより、 As a result,
素子の閾電流を低減することができる。 It is possible to reduce the threshold current of the device.

【0083】また、請求項2記載の発明によれば、基板上に、少なくとも、n型Al x Ga 1-x N(0<x≦1)クラッド層、In y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層,p型A [0083] According to the second aspect of the invention, on a substrate, at least, n-type Al x Ga 1-x N ( 0 <x ≦ 1) cladding layer, In y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) active layer, p-type A
x Ga 1-x Nクラッド層を含むリッジストライプ構造が選択成長によって形成されており、さらに基板全面にM l x Ga 1-x N has a ridge stripe structure including a clad layer is formed by selective growth, further M on the entire surface of the substrate
gドープAl x Ga 1-x N層,MgドープGaN層が順に積層されており、リッジストライプ構造上のMgドープAl x Ga 1-x N層,MgドープGaN層が低抵抗のp型領域となっており、リッジストライプ構造が選択成長によって形成されているため、In y Ga 1-y N(0≦y≦ g doped Al x Ga 1-x N layer, Mg is doped GaN layer are sequentially stacked, Mg-doped Al x Ga 1-x N layer on the ridge stripe structure, a Mg-doped GaN layer is a low-resistance p-type region It is in and, since the ridge stripe structure is formed by selective growth, in y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦
1)活性層の側面がドライエッチングや熱処理によってダメージを受けることがなく、In y Ga 1-y N(0≦y 1) side of the active layer is not damaged by dry etching or heat treatment, In y Ga 1-y N (0 ≦ y
≦1)活性層側面の結晶欠陥が減少して、素子動作時のリーク電流を減少させることが可能となる。 ≦ 1) crystal defects in the active layer side surface is reduced, it becomes possible to reduce the leakage current during device operation.

【0084】また、請求項3記載の発明によれば、基板上に、少なくとも、n型Al x Ga 1-x N(0<x≦1)クラッド層、In y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層,MgドープAl x Ga 1-x Nクラッド層,MgドープGaNコンタクト層を含むリッジストライプ構造が形成されており、さらにリッジストライプ構造の側面はMgドープA [0084] According to the third aspect of the invention, on a substrate, at least, n-type Al x Ga 1-x N ( 0 <x ≦ 1) cladding layer, In y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) active layer, Mg-doped Al x Ga 1-x N cladding layers are ridge stripe structure is formed comprising a Mg-doped GaN contact layer, further the side surfaces of the ridge stripe structure is Mg-doped a
z Ga 1-z N(0≦z<1)層,MgドープGaN層でほぼ平らに埋め込まれており、積層構造表面からIn y l z Ga 1-z N ( 0 ≦ z <1) layer, is embedded in the substantially flat in Mg-doped GaN layer, an In y G a laminated structure surface
1-y N活性層よりも上方のMgドープGaN層,Mg a 1-y N active layer above the Mg-doped GaN layer than, Mg
ドープAl x Ga 1-x N層,MgドープAl z Ga 1-z N層が低抵抗のp型領域となっており、リッジストライプ構造の外側(側面)で活性層面よりも下側にあるMgドープAl z Ga 1-z N層は高抵抗のままとなっているので、電流(キャリア)は低抵抗領域のリッジストライプ構造に集中してInGaN活性層105に注入され、活性層に注入されたキャリアはヘテロ障壁によってリッジストライプ幅に狭窄され、キャリアが水平方向に拡散することを抑制している。 Doped Al x Ga 1-x N layer, Mg-doped Al z Ga 1-z N layer is a p-type region of low resistance, it is lower than the active layer surface on the outside of the ridge stripe structure (side) Mg since doped Al z Ga 1-z N layer is stuck in the high resistance, the current (carriers) are injected into the InGaN active layer 105 concentrates on the ridge stripe structure of the low-resistance region, which is injected into the active layer carriers are confined in the ridge stripe width by hetero barrier, carriers are prevented from being diffused in the horizontal direction. これにより、素子の閾電流を低減することができる。 Thus, it is possible to reduce the threshold current of the device. また、積層構造表面のMgドープGaN層全体が低抵抗のp型領域となっているので、請求項1, Further, since the entire Mg-doped GaN layer of the laminate structure surface is in the low-resistance p-type region, according to claim 1,
請求項2の半導体レーザ装置の構造に比べて、p側電極とp型GaN層との接触面積を大きくとることができる。 Compared to the structure of the semiconductor laser device according to claim 2, it is possible to increase the contact area between the p-side electrode and the p-type GaN layer. 従って、p側の接触抵抗を低減することができ、素子の動作電圧をより低減することが可能となる。 Therefore, it is possible to reduce the contact resistance of the p-side, it is possible to reduce the operating voltage of the device.

【0085】また、請求項4記載の発明によれば、基板上に、少なくとも、n型Al x Ga 1-x N(0<x≦1)クラッド層、In y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層,MgドープAl x Ga 1-x Nクラッド層を含む台形状または三角形状のリッジストライプ構造が選択成長によって形成されており、さらにリッジストライプ構造の側面はMgドープAl z Ga 1-z N(0≦z<1)層,MgドープGaN [0085] According to the fourth aspect of the invention, on a substrate, at least, n-type Al x Ga 1-x N ( 0 <x ≦ 1) cladding layer, In y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) active layer, Mg-doped Al x Ga 1-x N table containing clad layer shape or triangular ridge stripe structure is formed by selective growth, further the side surfaces of the ridge stripe structure is Mg-doped Al z Ga 1-z N (0 ≦ z <1) layer, Mg-doped GaN
層でほぼ平らに埋め込まれており、積層構造表面からI Are embedded substantially flat with the layer, I stacked structure surface
y Ga 1-y N活性層よりも上方のMgドープGaN層, above the Mg-doped GaN layer than n y Ga 1-y N active layer,
MgドープAl x Ga 1-x N層,MgドープAl z Ga 1-z Mg-doped Al x Ga 1-x N layer, Mg-doped Al z Ga 1-z
N層が低抵抗のp型領域となっており、積層構造の表面全体が低抵抗のp型領域となっているので、請求項3の半導体レーザ装置と同様に、p側の接触抵抗が低減でき、素子の動作電圧をより低減することが可能となる。 N layer has a low resistance p-type region, the whole surface of the multilayer structure is in the low-resistance p-type region, similarly to the semiconductor laser device according to claim 3, the contact resistance of the p-side reduction can, it is possible to reduce the operating voltage of the device.
さらに、この半導体レーザ装置は、請求項3の前述した効果に加えて、リッジストライプ構造が選択成長によって形成されているため、活性層側面が受けるダメージが小さく、活性層側面の結晶欠陥が減少して、動作時のリーク電流を減少させることが可能となる。 Furthermore, the semiconductor laser device, in addition to the above-described effect of claim 3, since the ridge stripe structure is formed by selective growth, reduced damage to the active layer side is subjected, crystal defects in the active layer side is reduced Te, it becomes possible to reduce the leakage current during operation.

【0086】また、請求項5記載の発明によれば、In [0086] According to the invention of claim 5, wherein, In
y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層がMgドープAl x Ga y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) active layer is Mg doped Al x Ga
1-x N層で囲まれた台形状または三角形状のリッジストライプ構造の頂上近傍に形成されているため、In y 1-x because it is formed atop the vicinity of the enclosed trapezoidal or triangular ridge stripe structure with N layers, an In y G
1-y N(0≦y≦1)活性層の幅を非常に狭くしてキャリアを集中させることができ、素子の閾電流をさらに低減することが可能となる。 a 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) the width of the active layer is very narrow can be concentrated carrier, it is possible to further reduce the threshold current of the device.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明に係る半導体レーザ装置の第1の構成例を示す図である。 It is a diagram illustrating a first configuration example of the semiconductor laser device according to the invention; FIG.

【図2】図1の半導体レーザ装置の製造工程例を示す図である。 2 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor laser device of Figure 1.

【図3】本発明に係る半導体レーザ装置の第2の構成例を示す図である。 Is a diagram illustrating a second configuration example of the semiconductor laser device according to the present invention; FIG.

【図4】図3の半導体レーザ装置の製造工程例を示す図である。 Is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor laser device of FIG. 3. FIG.

【図5】本発明に係る半導体レーザ装置の第3の構成例を示す図である。 5 is a diagram showing a third configuration example of the semiconductor laser device according to the present invention.

【図6】図5の半導体レーザ装置の製造工程例を示す図である。 6 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor laser device of FIG.

【図7】本発明に係る半導体レーザ装置の第4の構成例を示す図である。 7 is a diagram showing a fourth configuration example of the semiconductor laser device according to the present invention.

【図8】図7の半導体レーザ装置の製造工程例を示す図である。 8 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor laser device of FIG.

【図9】本発明に係る半導体レーザ装置の第5の構成例を示す図である。 Is a diagram showing a fifth configuration example of the semiconductor laser device according to the present invention; FIG.

【図10】従来の窒化ガリウム系半導体レーザ素子を示す図である。 10 is a diagram illustrating a conventional gallium nitride-based semiconductor laser device.

【図11】他の従来の窒化ガリウム系半導体レーザ素子の断面図である。 11 is a cross-sectional view of a gallium another conventional nitride semiconductor laser device.

【図12】他の従来の窒化ガリウム系半導体レーザ素子の断面図である。 12 is a cross-sectional view of another conventional gallium nitride-based semiconductor laser device.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

101 基板 102 AlNバッファ層 103 Siドープn型GaNコンタクト層 104 n型Al x Ga 1-x N(0<x≦1)クラッド層 105 In y Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層 106 p型Al x Ga 1-x Nクラッド層 107 MgドープAl x Ga 1-x N層 108 MgドープGaN層 109 低抵抗p型領域 110 p側電極 111 n側電極 201 ドライエッチングマスク 202 リッジストライプ構造 203 フォトレジスト 204 Crマスク 401 SiO 2層 501 MgドープGaNコンタクト層 502 MgドープGaN埋め込み層 601 SiN層 901 MgドープAl x Ga 1-x N層 902 MgドープGaNコンタクト層 101 substrate 102 AlN buffer layer 103 Si doped n-type GaN contact layer 104 n-type Al x Ga 1-x N ( 0 <x ≦ 1) cladding layer 105 In y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) active layer 106 p-type Al x Ga 1-x n cladding layer 107 Mg-doped Al x Ga 1-x n layer 108 Mg-doped GaN layer 109 low-resistance p-type region 110 p-side electrode 111 n-side electrode 201 dry etching mask 202 ridge stripe structure 203 photoresist 204 Cr mask 401 SiO 2 layer 501 Mg-doped GaN contact layer 502 Mg-doped GaN buried layer 601 SiN layer 901 Mg-doped Al x Ga 1-x N layer 902 Mg-doped GaN contact layer

Claims (5)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 基板上に、少なくとも、n型Al x Ga To 1. A substrate, at least, n-type Al x Ga
    1-x N(0<x≦1)クラッド層、In y Ga 1-y N(0≦y 1-x N (0 <x ≦ 1) cladding layer, In y Ga 1-y N (0 ≦ y
    ≦1)活性層,p型Al x Ga 1-x Nクラッド層を含むリッジストライプ構造が形成されており、さらに基板全面にMgドープAl x Ga 1-x N層,MgドープGaN層が順に積層されており、リッジストライプ構造上のMgドープAl x Ga 1-x N層,MgドープGaN層が低抵抗のp型領域となっていることを特徴とする半導体レーザ装置。 ≦ 1) active layer, p-type Al x Ga 1-x N ridge stripe structure including a clad layer is formed, further Mg-doped Al x Ga 1-x N layer on the entire surface of a substrate, laminating Mg-doped GaN layer in this order by which, the semiconductor laser device, characterized in that Mg-doped Al x Ga 1-x N layer on the ridge stripe structure, Mg-doped GaN layer is a low-resistance p-type region.
  2. 【請求項2】 基板上に、少なくとも、n型Al x Ga To 2. A substrate, at least, n-type Al x Ga
    1-x N(0<x≦1)クラッド層、In y Ga 1-y N(0≦y 1-x N (0 <x ≦ 1) cladding layer, In y Ga 1-y N (0 ≦ y
    ≦1)活性層,p型Al x Ga 1-x Nクラッド層を含むリッジストライプ構造が選択成長によって形成されており、さらに基板全面にMgドープAl x Ga 1-x N層,M ≦ 1) active layer, p-type Al x Ga 1-x N ridge stripe structure including a clad layer is formed by selective growth, further Mg-doped Al x Ga 1-x N layer on the entire surface of the substrate, M
    gドープGaN層が順に積層されており、リッジストライプ構造上のMgドープAl x Ga 1-x N層,MgドープGaN層が低抵抗のp型領域となっていることを特徴とする半導体レーザ装置。 g and doped GaN layer are sequentially stacked, Mg-doped Al x Ga 1-x N layer on the ridge stripe structure, a semiconductor laser device, characterized in that Mg-doped GaN layer is a low-resistance p-type region .
  3. 【請求項3】 基板上に、少なくとも、n型Al x Ga To 3. A substrate, at least, n-type Al x Ga
    1-x N(0<x≦1)クラッド層、In y Ga 1-y N(0≦y 1-x N (0 <x ≦ 1) cladding layer, In y Ga 1-y N (0 ≦ y
    ≦1)活性層,MgドープAl x Ga 1-x Nクラッド層, ≦ 1) active layer, Mg-doped Al x Ga 1-x N cladding layer,
    MgドープGaNコンタクト層を含むリッジストライプ構造が形成されており、さらにリッジストライプ構造の側面はMgドープAl z Ga 1-z N(0≦z<1)層,Mg Mg-doped and the ridge stripe structure including the GaN contact layer is formed, further the side surfaces of the ridge stripe structure is Mg-doped Al z Ga 1-z N ( 0 ≦ z <1) layer, Mg
    ドープGaN層でほぼ平らに埋め込まれており、積層構造表面からIn y Ga 1-y N活性層よりも上方のMgドープGaN層,MgドープAl x Ga 1-x N層,MgドープAl z Ga 1-z N層が低抵抗のp型領域となっていることを特徴とする半導体レーザ装置。 Are embedded substantially flat doped GaN layer, above the Mg-doped GaN layer than In y Ga 1-y N active layer laminated structure surface, Mg-doped Al x Ga 1-x N layer, Mg-doped Al z Ga the semiconductor laser device, characterized in that 1-z N layer is in the low-resistance p-type region.
  4. 【請求項4】 基板上に、少なくとも、n型Al x Ga 4. A substrate, at least, n-type Al x Ga
    1-x N(0<x≦1)クラッド層、In y Ga 1-y N(0≦y 1-x N (0 <x ≦ 1) cladding layer, In y Ga 1-y N (0 ≦ y
    ≦1)活性層,MgドープAl x Ga 1-x Nクラッド層を含む台形状または三角形状のリッジストライプ構造が選択成長によって形成されており、さらにリッジストライプ構造の側面はMgドープAl z Ga 1-z N(0≦z<1) ≦ 1) active layer, Mg-doped Al x Ga 1-x N table containing clad layer shape or triangular ridge stripe structure is formed by selective growth, the further sides of the ridge stripe structure Mg-doped Al z Ga 1 -z N (0 ≦ z <1 )
    層,MgドープGaN層でほぼ平らに埋め込まれており、積層構造表面からIn y Ga 1-y N活性層よりも上方のMgドープGaN層,MgドープAl x Ga 1-x N層, Layer, are embedded substantially flat in Mg-doped GaN layer, above the Mg-doped GaN layer than In y Ga 1-y N active layer laminated structure surface, Mg-doped Al x Ga 1-x N layer,
    MgドープAl z Ga 1-z N層が低抵抗のp型領域となっていることを特徴とする半導体レーザ装置。 The semiconductor laser device characterized by Mg-doped Al z Ga 1-z N layer is in the low-resistance p-type region.
  5. 【請求項5】 基板上に、少なくとも、n型Al x Ga 5. A substrate, at least, n-type Al x Ga
    1-x N(0<x≦1)クラッド層、In y Ga 1-y N(0≦y 1-x N (0 <x ≦ 1) cladding layer, In y Ga 1-y N (0 ≦ y
    ≦1)活性層を含む台形状または三角形状のリッジストライプ構造が選択成長によって形成されており、In y ≦ 1) trapezoidal or triangular ridge stripe structure including an active layer is formed by selective growth, an In y
    Ga 1-y N(0≦y≦1)活性層は台形状または三角形状のリッジストライプ構造の頂上近傍に設けられており、 Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1) active layer is provided on the top near the trapezoidal or triangular ridge stripe structure,
    さらにリッジストライプ構造はMgドープAl x Ga 1-x Furthermore ridge stripe structure is Mg-doped Al x Ga 1-x
    N層,MgドープGaN層でほぼ平らに埋め込まれており、積層構造表面からIn y Ga 1-y N活性層近傍までM N layer, is embedded in the substantially flat in Mg-doped GaN layer, M laminated structure surface to In y Ga 1-y N active layer near
    gドープGaN層,MgドープAl x Ga 1-x N層が低抵抗のp型領域となっていることを特徴とする半導体レーザ装置。 g doped GaN layer, a semiconductor laser device, characterized in that Mg-doped Al x Ga 1-x N layer is in the low-resistance p-type region.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001077473A (en) * 1999-09-01 2001-03-23 Japan Science & Technology Corp Semiconductor laser
JP2001111171A (en) * 1999-09-29 2001-04-20 Xerox Corp Self-aligned index guide type buried heterostructure nitride laser structure
US6920166B2 (en) 2002-03-19 2005-07-19 Nippon Telegraph & Telephone Corporation Thin film deposition method of nitride semiconductor and nitride semiconductor light emitting device
JP2012089895A (en) * 1999-09-29 2012-05-10 Xerox Corp Index guide type buried heterostructure nitride laser diode structure

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