JPH11312840A - 半導体レーザ素子及びその製造方法 - Google Patents

半導体レーザ素子及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 窒化ガリウム系化合物半導体からなる半導体
レーザ素子の素子寿命を長くし、さらに半導体レーザ素
子の直列抵抗を低減することは、従来困難であった。 【解決手段】 本発明によれば、窒化ガリウム系化合物
半導体上に導電性選択成長マスクを形成し、導電性選択
成長マスク上に少なくとも一対のクラッド層及び活性層
を形成してなる窒化ガリウム系化合物半導体レーザ素子
において、導電性選択成長マスクを電流通路として機能
する素子構造とすることにより、閾値電流値の低減及び
信頼性の優れた電流阻止型窒化ガリウム系化合物半導体
レーザ素子を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、青色から紫外領域
で発光可能な半導体レーザ素子及びその製造方法に関
し、特に、信頼性に優れた電流阻止型窒化ガリウム系化
合物半導体レーザ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の窒化ガリウム系化合物半導体レー
ザ素子では、ＳｉＯ2等の絶縁膜を選択成長マスクとし
て使用したラテラル成長により結晶上に半導体レーザ素
子が形成されていた。図１１に従来技術により作製され
た従来半導体レーザ素子の断面構造図を示す。本従来半
導体レーザ素子は、サファイア基板１１００上にＧａＮ
下地層１１０１、ストライプ状ＳｉＯ2からなる絶縁性
選択成長マスク１１０２、ｎ型ＧａＮコンタクト層１１
０３、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１１０４、ｎ型ＧａＮ
光ガイド層１１０５、Ｉｎ0.2Ｇａ0.8Ｎ／Ｉｎ0.05Ｇａ
0.95Ｎ多重量子井戸活性層１１０６、ｐ型ＧａＮ光ガイ
ド層１１０７、ＳｉＯ2選択成長マスク１１０２領域上
に形成したリッジストライプ構造１１２０を有するｐ型
ＡｌＧａＮクラッド層１１０８、ｐ型ＧａＮコンタクト
層１１０９、ｎ型ＧａＮコンタクト層１１０３上に形成
されたｎ型電極１１１０、ｐ型ＧａＮコンタクト層１１
０９上にストライプ状に形成されたｐ型コンタクト層１
１１１から構成されている。
【０００３】ｎ型ＧａＮコンタクト層１１０３は、絶縁
性選択成長マスク１１０２上に連続的に形成されている
が、結晶成長は絶縁性選択成長マスク１１０２の無いＧ
ａＮ下地層１１０１上から起こり、層厚が増すに従っ
て、徐々に絶縁性選択成長マスク１１０２上へと張り出
すように成長が進み、最終的にストライプ状の絶縁性選
択成長マスク１１０２の左右から成長が進行したｎ型Ｇ
ａＮコンタクト層１１０３が合体し、単一の層として形
成されたものである。
【０００４】本従来半導体レーザ素子では、ｎ型電極１
１１０から注入された電流がｎ型ＧａＮコンタクト層１
１０３を横方向に流れ、リッジストライプ構造１１２０
直下近傍の活性層にて正孔と再結合し光を発生する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来半導体レーザ素子では、絶縁性選択成長マス
ク１１０２上のｎ型ＧａＮコンタクト層１１０３を電子
が横切り、ｐ型コンタクト層１１１１領域に到達する必
要があった。この場合、電子は複数の絶縁性選択成長マ
スク１１０２上のｎ型ＧａＮコンタクト層１１０３中を
走行する必要があるが、絶縁性選択成長マスク１１０２
の中心位置１１５０に相当するｎ型ＧａＮコンタクト層
１１０３には、結晶成長方向に伸びた微小な結晶割れ
や、非成長領域が存在し、このｎ型ＧａＮコンタクト層
１１０３を通して横方向に電流が流れ難い性質があっ
た。
【０００６】このため、従来例半導体レーザ素子の直列
抵抗は４５〜１４０Ωと高く、このための熱発生や、結
晶歪みのため、６０℃雰囲気中、５ｍＷの光出力の条件
での素子寿命が１５０時間以下と短かく、光ディスクシ
ステム等への応用上問題であった。また、この割れや非
選択成長領域に電界が集中し、半導体レーザ素子の動作
電圧が１５〜３０Ｖと高くなると共に、半導体レーザ素
子が破壊する場合も頻繁に観測された。
【０００７】本発明は上記問題点を鑑みてなされたもの
で、窒化ガリウム系化合物半導体からなる半導体レーザ
素子の素子寿命を長くし、さらに半導体レーザ素子の直
列抵抗を低減できる技術を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】課題を解決するための第
１の手段は、基板と、窒化ガリウム系化合物半導体から
なるコンタクト層と、前記コンタクト層の上方に形成さ
れたストライプ状の導電性選択成長マスクと、前記導電
性選択成長マスク上に形成された少なくとも一対のクラ
ッド層と、該クラッド層に挟まれた少なくとも一層の活
性層とを含む窒化ガリウム系化合物半導体からなる積層
体と、を含む構成となっており、これにより、低抵抗で
低動作電圧を実現し、高信頼性を有する窒化ガリウム系
化合物半導体レーザ素子を提供する。
【０００９】第２の手段は、前記導電性選択成長マスク
の両側に電流阻止層を有することを特徴とする第１の手
段に含まれる構成を有しており、また第３の手段とし
て、前記電流阻止層の少なくとも１部に、絶縁性選択成
長マスクを含むことを特徴とすることで、発光させるべ
き場所のみへの選択的な電流注入を実現できる効果が付
加される。
【００１０】さらに、第４の手段として、前記基板が絶
縁性基板であり、前記導電性選択成長マスクの幅が前記
絶縁性選択成長マスクの幅より小さく、前記基板に対し
て反対側の前記コンタクト層の表面に電極が形成されて
いることを特徴とすることにより、同一面にｐ型電極と
ｎ電極を有する半導体レーザ素子において直列抵抗を大
幅に低減できる特徴を発揮する。
【００１１】さらに、第５および第６手段としては、前
記導電性選択成長マスクが酸化膜半導体材料からなるこ
とを特徴し、前記絶縁性選択成長マスクは酸化シリコン
または窒化シリコンからなることを特徴とする。
【００１２】さらに、第７の手段としては、絶縁性基板
上に、窒化ガリウム系化合物半導体からなるコンタクト
層を形成する工程と、前記コンタクト層上に導電性選択
成長マスク及び絶縁性選択成長マスクを形成する工程
と、前記選択成長マスク及び前記コンタクト層上方に少
なくとも一対のクラッド層及び活性層とを含む窒化ガリ
ウム系化合物半導体からなる積層体を形成する工程と、
前記絶縁性選択成長マスクをエッチングし、露出した前
記コンタクト層上に電極を形成する工程とを有すること
を特徴とすることにより、コンタクト層上に形成する電
極を容易に形成する特徴を有する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しながら説明するが、これらに限定されるものではな
い。以下の実施の形態では、本発明の半導体レーザ素子
について述べるが、発光ダイオードについても適用でき
ることは言うまでもない。なお、以下に述べる窒化ガリ
ウム系化合物半導体とはＩｎsＡｌtＧａ1-s-tＮ（０≦
ｓ、０≦ｔ、ｓ＋ｔ≦１）を含むものとする。
【００１４】［実施の形態１］図１に本発明の窒化ガリ
ウム系化合物半導体レーザ素子の模式断面図を示す。図
１の半導体レーザ素子構造は、サファイア基板１０１、
ＡｌＮバッファ層１０２、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０
３、ｎ型Ｓｎ添加Ｉｎ2Ｏ3層からなる導電性選択成長マ
スク１０４、ＳｉＯ2膜からなる絶縁性選択成長マスク
１１０、三角状の高抵抗ＧａＮ電流阻止層１０５、ｎ型
Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層１０６、ＩｎＧａＮ単一量
子井戸活性層１０７、ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層
１０８、ｐ型ＧａＮコンタクト層１０９、ｐ型電極１１
１、ｎ型電極１１２から構成されている。
【００１５】以下に、図６の（ａ）から（ｃ）を用いて
本発明の窒化ガリウム系化合物半導体レーザ素子の製造
方法を詳細に説明する。有機金属気相成長法（以下、Ｍ
ＯＣＶＤ法と呼ぶ）を用い、Ｖ族原料としてアンモニア
（ＮＨ3）、ＩＩＩ族原料としてトリメチルガリウム、
トリメチルアルミニウム、トリメチルインジウム、ｐ型
不純物としてビスシクロペンタデイエニルマグネシウム
（Ｃｐ2Ｍｇ）、ｎ型不純物としてモノシランを用い、
キャリヤガスとして水素及び窒素を用いる。
【００１６】まず、ＭＯＣＶＤ装置にてサファイア基板
１０１Ｃ面上に、ＡｌＮバッファ層１０２を厚さ５００
Åで、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０３を厚さ１０μｍで
積層し、積層体を作製する。
【００１７】一度、前記積層体をＭＯＣＶＤ装置より取
り出し、ｎ型導電性を示す酸化物半導体Ｓｎ添加Ｉｎ2
Ｏ3（酸化インジウム、抵抗率１×１０-4Ω・ｃｍ）か
らなる導電性選択成長マスク１０４をウエハー全面に厚
さ０．３μｍ形成する。ここで、導電性選択成長マスク
１０４は、スパッタリング法にてＩｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2タ
ーゲットを用い、Ａｒ圧力１０-2ｔｏｒｒ、基板温度４
５０℃、Ｏ2分圧３×１０-5ｔｏｒｒにて厚さ０．３μ
ｍ形成する。ここで、導電性選択成長マスク１０４の成
膜温度は４００から４６０℃の低温とした。このため、
成膜中に露出したｎ型ＧａＮコンタクト層１０３表面の
Ｎ（窒素）原子の脱離が起こりにくく、前記成膜方法が
よい。
【００１８】次に、フォトレジストをマスクとして塩化
鉄系のエッチング液にて導電性選択成長マスク１０４を
幅４μｍのストライプ状に形成する。さらに、厚さ０．
３μｍのＳｉＯ2からなる絶縁性選択成長マスク１１０
を通常のプラズマ化学気相堆積（Ｐ−ＣＶＤ）法を用い
てウエハー全面に形成し、フッ酸系エッチング液を用い
て、導電性選択成長マスク１０４から１０μｍ離れたと
ころに幅約２８０μｍの絶縁性選択成長マスク１１０を
形成する。ここで、＜１１−２０＞方向にストライプ状
に導電性選択成長マスク１０４、絶縁性選択成長マスク
１１０をｎ型ＧａＮコンタクト層１０３上に周期的に形
成する。以上までに作製した製造工程断面図を図６
（ａ）に示す。
【００１９】このようにして、ｎ型ＧａＮコンタクト層
１０３上にストライプ状の導電性選択成長マスク１０４
と、その両側の絶縁性選択成長マスク１１０を有するウ
ェハーを、再度、ＭＯＣＶＤ装置内に導入し、基板温度
１０５０℃にて高抵抗ＧａＮ電流阻止層１０５（抵抗率
１０Ω・ｃｍ）をｎ型ＧａＮコンタクト層１０３から頂
点までの厚さで４μｍ、導電性選択成長マスク１０４表
面上の開口部１４４の幅が２μｍになるように４分間成
長し、断面が三角状の高抵抗ＧａＮ電流阻止層１０５が
形成される。このＭＯＣＶＤによる結晶成長工程におい
て、導電性選択成長マスク１０４および絶縁性選択成長
マスク１１０の両方が、その上へのＧａＮ系結晶の析出
を抑制する機能を有しており、下地のｎ型ＧａＮコンタ
クト層１０３が露出している領域においてのみ、高抵抗
ＧａＮ電流阻止層１０５の成長は進行する。ただし、こ
の高抵抗ＧａＮ電流阻止層１０５の結晶成長を継続する
ことにより、高抵抗ＧａＮ電流阻止層１０５自体の横方
向への結晶成長が起こり、導電性選択成長マスク１０４
および絶縁性選択成長マスク１１０上へも徐々に結晶が
横方向に張り出すように成長する。このような現象を利
用することにより、幅４μｍのストライプ状の導電性選
択成長マスク１０４の両側それぞれ１μｍは高抵抗Ｇａ
Ｎ電流阻止層１０５によりカバーされ、導電性選択成長
マスク１０４の中心部に幅２μｍの開口部１４４が形成
できた。
【００２０】続いて、高抵抗ＧａＮ電流阻止層１０５と
開口部１４４を覆うようにｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッ
ド層１０６を厚さ０．３μｍで積層し、基板温度を８０
０℃に下げ、ＩｎＧａＮ単一量子井戸活性層１０７を厚
さ３ｎｍで積層し、次に基板温度１０５０℃に昇温しｐ
型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層１０８を厚さ０．３μｍ
で、ｐ型ＧａＮコンタクト層１０９を厚さ０．５μｍで
順次積層すると、断面が三角状の積層構造体が形成され
る。以上までに作製される製造工程断面図を図６（ｂ）
に示す。
【００２１】次に、前記三角状の積層構造体をＭＯＣＶ
Ｄ装置より取り出し、三角状の積層構造体上を覆うよう
にｐ型電極１１１を形成する。次に、絶縁性選択成長マ
スク１１０の一部をエッチングしｎ型ＧａＮコンタクト
層１０３を露出させ、この上にｎ型電極１１２を形成す
る。以上までに作製される製造工程断面図を図６（ｃ）
に示す。最後にウエハーを幅３００μｍ、長さ５００μ
ｍにスクライブ等により分割し、半導体レーザ素子とし
て作製される。
【００２２】このように、本発明を実施した半導体レー
ザ素子では、ｎ型電極１１２からの電流は、ｎ型ＧａＮ
コンタクト層１０３および導電性選択成長マスク１０４
の開口部１４４のみを通してＩｎＧａＮ単一量子井戸活
性層１０７に注入されることとなる。これにより、従来
例半導体レーザ素子では問題となっていた導電性選択成
長マスク１０４、絶縁性選択成長マスク１１０上での左
右からのＧａＮ系結晶成長が合体するストライプ形状中
心線上のＧａＮ系半導体層を横切ることなく、電流をＩ
ｎＧａＮ単一量子井戸活性層１０７に注入することが可
能となった。従って、本発明の半導体レーザ素子の直列
抵抗は６〜１５Ωと低く、かつ動作電圧も４〜４．５Ｖ
と非常に低くすることができた。本実施形態半導体レー
ザ素子を６０℃雰囲気、５ｍＷの条件下で信頼性試験を
実施したところ、５５００時間以上の寿命を確認するこ
とができた。
【００２３】さらに、本発明の半導体レーザ素子構造に
よれば、導電性選択成長マスク１０４のストライプ幅と
高抵抗ＧａＮ電流阻止層１０５の成長時間で、開口部１
４４の幅及び溝形状（電流通路）が再現性良く形成でき
るため、閾値電流の低減が可能で、発振モードが安定な
信頼性の良好な窒化ガリウム系化合物半導体レーザが実
現できる効果も認められた。
【００２４】なお、本実施形態としては、Ｉｎ2Ｏ3膜を
導電性選択成長マスク１０４として用いたが、材料をＳ
ｎＯ2に変更した場合についても同様の形状の半導体レ
ーザ素子を作製し、同等の効果を確認することができ
た。また、上記実施形態では、ＳｉＯ2膜を絶縁性選択
成長マスク１１０として利用したが、窒化シリコンを用
いた場合にも、同様の効果を得ることができた。
【００２５】さらに、本実施形態では開口部１４４の幅
を２μｍとしたが、この幅を０．５μｍ、４μｍ、８μ
ｍ、１０μｍと変化させて作製した半導体レーザ素子に
ついても同様の高信頼性が確認できた。なお、この開口
部１４４の幅を変更するに当たっては、ストライプ状の
導電性選択成長マスク１０４の幅と高抵抗ＧａＮ電流阻
止層１０５の成長時間を制御することにより、容易に実
現できることは説明するまでもない。また、本実施形態
では、導電性選択成長マスクの両側に形成した絶縁性選
択成長マスク１１０を用いたが、絶縁性選択成長マスク
１１０が無い場合にも、電流は高抵抗ＧａＮ電流阻止層
１０５により阻止されるため、開口部１４４に集中して
流すことは可能であり、本発明の効果を発揮できた。た
だし、この場合には、ｎ型電極１１２を形成する前にｎ
型コンタクト層１０３を露出させるために、ＧａＮ系結
晶の積層構造１０５〜１０９をドライエッチングにより
除去する工程が新たに必要となる。従って、プロセスの
簡略化の観点からは、両側の絶縁性選択成長マスク１１
０を適用し、かつその幅を導電性選択成長マスク１０４
の幅より広くすることが肝要である。また、本実施の形
態では絶縁性選択成長マスク１１０の幅を２８０μｍと
したが、幅を２０μｍ、１００μｍ、３００μｍ、と変
化させた場合について半導体レーザ素子作製を行ったと
ころ、素子特性には変化はなく、いずれも上記と同様の
高信頼性が確認できた。
【００２６】さらに、本実施形態では、図１に示したよ
うに、前記電流阻止層の開口部の斜面は結晶成長の特質
として（１−１０１）面が現われるため、この開口部の
斜面を成長モードにて制御するため非常にきれいな形状
を持った開口部を形成することができる。ここで、酸化
物半導体の屈折率（２．０）は、ＩｎＧａＮ単一量子井
戸活性層１０７の屈折率（２．８３）より小さく、Ｉｎ
ＧａＮ単一量子井戸活性層１０７に対して垂直方向の光
閉じ込めも十分に可能である。このため、導電性選択成
長マスク１０４上に形成したｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラ
ッド層１０６の層厚を０．３μｍと通常の０．５μｍよ
り薄くできるため、クラックが生じない層厚範囲（０．
５μｍ未満）でｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層１０６
が形成できる。従って、ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド
層１０６上に少なくとも積層される量子構造活性層１０
７、ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層１０８の結晶性も
良好となり、結晶性の良好な半導体レーザ素子が実現で
きる。
【００２７】ここで、導電性選択成長マスク１０４に用
いた酸化物半導体はｎ型導電性で、その幅は０．５μｍ
から１０μｍの範囲が望ましい。前記幅は０．５μｍ以
下だと電流通路となる開口部を成長時間で制御するのに
困難となり、１０μｍ以上だと電流通路となる開口部の
幅を２μｍから３μｍに制御する間に電流阻止層のｃ軸
方向の成長が大きくなり、この上に積層構造体を積層す
ることが困難となる。酸化物半導体層の膜厚は０．１μ
ｍから１μｍの範囲が望ましい。０．１μｍ以下だと抵
抗率が大きくなり、半導体レーザ素子の直列抵抗が大き
くなる。１μｍ以上だと抵抗率は小さくなるが、光の透
過率が小さくなるため前記範囲が望ましい。好ましくは
０．３から０．５μｍの範囲が好ましい。さらに、導電
性選択成長マスク１０４上に形成するｎ型Ａｌ0.1Ｇａ
0.9Ｎクラッド層１０６の層厚は、クラック防止のため
には、０．１μｍから０．４μｍの範囲が望ましい。こ
こで、活性層１０７に対するクラッドの働きをする層は
導電性選択成長マスク１０４とｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎク
ラッド層１０６の２層の合計厚となり、０．６から０．
８μｍ程度の好ましいクラッドを形成することができ
た。
【００２８】つまり、本実施例の半導体レーザ素子で
は、導電性選択成長マスク直上の活性層が下に凸となる
形状となるように、結晶成長層を形成することにより、
活性層での横方向の屈折率分布を自動的に形成し、発振
モードが安定な電流阻止型窒化ガリウム系化合物半導体
レーザ素子を実現できた。また、活性層の下方に活性層
より屈折率の小さい導電性選択成長マスクを形成するた
め、クラッド層の層厚が薄くても、活性層に光を閉じ込
めることができ、ＡｌＧａＮクラッド層を０．５μｍを
越える程度厚くした場合に見られるクラックを防止、こ
のクラッド層上に積層する活性層を含む積層体の結晶性
が良好となるため、信頼性の良好な半導体レーザ素子が
実現できる。
【００２９】［実施の形態２］実施の形態１の応用形態
として、図２に本発明の窒化ガリウム系化合物半導体レ
ーザ素子の模式断面図を示す。図２の半導体レーザ素子
構造は、ｎ型ＧａＮ基板２０１、ｎ型ＧａＮバッファ層
２０２、ｎ型ＧａＮコンタクト層２０３、ｎ型Ｓｂ添加
ＳｎＯ2層からなる導電性選択成長マスク２０４、Ｓｉ3
Ｎ4膜からなる絶縁性選択成長マスク２１０、三角状の
ｐ型ＧａＮ電流阻止層２０５、ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎク
ラッド層２０６、ノンドープＩｎ0.2Ｇａ0.8Ｎ量子井戸
層とノンドープＩｎ0.01Ｇａ0.99Ｎ障壁層とからなるＩ
ｎＧａＮ多重量子井戸層２０７、ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ
クラッド層２０８、ｐ型ＧａＮコンタクト層２０９、ｐ
型電極２１１、ｎ型ＧａＮ基板２０１裏面にｎ型電極２
１２から構成されている。半導体レーザ素子の幅３００
μｍ、長さ６００μｍにスクライブ等により分割し、発
光素子として作製される。
【００３０】本発明の半導体レーザ素子構造にて、前記
ｐ型ＧａＮ電流阻止層２０５の成長時間のみで、溝の幅
及び溝形状（電流通路）が再現性良く形成できるため、
閾値電流の低減が可能となり、発振モードが安定な信頼
性の良好な窒化ガリウム系化合物半導体レーザが実現で
きる。さらに、導電性基板の裏面に電極を形成できるた
め実施の形態１より簡便に半導体レーザ素子を組み立て
ることが可能である。
【００３１】以下に図７の（ａ）から（ｃ）を用いて本
発明の窒化ガリウム系化合物半導体レーザ素子の製造方
法を詳細に説明する。成長法、Ｖ族原料、ＩＩＩ族原
料、ｐ型不純物、ｎ型不純物、キャリヤガスも実施の形
態１と同様とした。まず、ＭＯＣＶＤ装置にて、導電性
基板例えばｎ型ＧａＮ基板２０１上に、ｎ型ＧａＮバッ
ファ層２０２を厚さ３５ｎｍで、ｎ型ＧａＮコンタクト
層２０３を厚さ１０μｍで積層し、積層体を得る。
【００３２】一度、前記積層体をＭＯＣＶＤ装置より取
り出し、ｎ型導電性を示す酸化物半導体Ｓｂ添加ＳｎＯ
2（酸化錫、抵抗率は３×１０-4Ω・ｃｍ）層からなる
導電性選択成長マスク２０４をウエハー全面に厚さ０．
５μｍ形成する。ここで、導電性選択成長マスク２０４
は、スパッタリング法にてＳｎＯ2−Ｓｂターゲットを
用い、基板温度３５０℃、５×１０-2ｔｏｒｒのＡｒ−
Ｏ2混合ガス中にて厚さ０．５μｍ形成した後、エッチ
ングにて幅５μｍのストライプ状に形成する。
【００３３】次に、Ｓｉ3Ｎ4膜からなる絶縁性選択成長
マスク２１０を厚さ０．３μｍで通常のＰ−ＣＶＤ法を
用いてウエハー全面に形成し、フッ酸系エッチング液を
用いて、導電性選択成長マスク２０４から１０μｍ離れ
たところに幅約２８０μｍのストライプ状の絶縁性選択
成長マスク２１０を形成する。ここで、＜１１−２０＞
方向にｎ型ＧａＮコンタクト層２０３上にストライプ状
の幅５μｍの導電性選択成長マスク２０４及び幅約２８
０μｍの絶縁性選択成長マスク２１０が複数組形成され
る。以上までに作製される製造工程断面図を図７（ａ）
に示す。
【００３４】再度、ＭＯＣＶＤ装置内に積層体を導入
し、導電性選択成長マスク２０４、絶縁性選択成長マス
ク２１０及びｎ型ＧａＮコンタクト層２０３上に基板温
度１０５０℃にてｐ型ＧａＮ電流阻止層２０５を５分間
成長し（ｎ型ＧａＮコンタクト層２０３から頂点までの
高さ）厚さ５μｍ、さらに、導電性選択成長マスク２０
４表面上の開口部２４４の幅が３μｍになるように１分
間成長し、三角状のｐ型ＧａＮ電流阻止層２０５が形成
される。次に、ｐ型ＧａＮ電流阻止層２０５と開口部２
４４を覆うようにｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層２０
６を厚さ０．３μｍで積層し、基板温度を８００℃に下
げ、厚さ２ｎｍのノンドープＩｎ0.2Ｇａ0.8Ｎ量子井戸
層を２層と厚さ５ｎｍのノンドープＩｎ0.01Ｇａ0.99Ｎ
障壁層のＩｎＧａＮ多重量子井戸層２０７を積層し、次
に基板温度１０５０℃に昇温しｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎク
ラッド層２０８を厚さ０．３μｍで、ｐ型ＧａＮコンタ
クト層２０９を厚さ０．５μｍで順次積層すると、三角
状の積層構造体が形成できる。以上までに作製された半
導体レーザ素子の製造工程断面図を図７（ｂ）に示す。
【００３５】次に、三角形状の積層構造体をＭＯＣＶＤ
装置より取り出し、三角状の積層構造体上にｐ型電極２
１１を形成する。次に、ｎ型ＧａＮ基板２０１裏面にｎ
型電極２１２を形成する。以上までに作製された半導体
レーザ素子の製造工程断面図を図７（ｃ）に示す。最後
にウエハーを上述したチップ寸法に分割し、半導体レー
ザ素子として作製した。
【００３６】本実施形態においても、第１の実施形態の
半導体レーザ素子と同様に、導電性選択成長マスク２０
４および絶縁性選択成長マスク２１０上のＧａＮ系半導
体を横切る方向に電流を流す必要はなく、ｎ型ＧａＮ基
板２０１裏面から導電性選択成長マスク（Ｓｎ2Ｏ3膜）
２０４を介して、ＩｎＧａＮ多重量子活性層２０７に電
流を注入することができる。従って、素子抵抗を３〜１
０Ωと横方向に電流を流す必要のある前実施例よりもさ
らに低抵抗化することができた。駆動電圧も３．８〜
４．５Ｖと低減され、６０℃雰囲気中、５ｍＷ条件下で
の素子寿命も７８００時間以上と改善できた。
【００３７】さらに、本発明では導電性選択成長マスク
２０４であるＳｎ2Ｏ3層のストライプ幅とｐ型ＧａＮ電
流阻止層２０５の成長時間で、電流注入される開口部２
４４の幅（電流通路）及び溝形状が再現性良く形成でき
るため、閾値電流を従来半導体レーザ素子の５０ｍＡか
ら２５ｍＡに低減でき、発振モードが安定な信頼性の良
好な窒化ガリウム系化合物半導体レーザが実現できた。
さらに、ｎ型ＧａＮ基板２０１のような導電性基板の裏
面にｎ型電極２１２を形成できるため実施の形態１より
簡便に半導体レーザ素子を組み立てることが可能である
ことは言うまでもない。
【００３８】また、本実施形態では、導電性基板を用い
たため、実施形態１において説明したような、ｎ型電極
を半導体レーザ素子表面側に形成する必要はなく、両側
に形成したＳｉ3Ｎ4膜からなる絶縁性選択成長マスク２
１０を廃した場合においても、同様の半導体レーザ素子
を作製することが可能であった。この場合は、電流阻止
層２０５の形状としては三角状にはならないが、導電性
選択成長マスク２０４近傍の形状（逆Ｖ字状）に変化は
なく、絶縁性選択成長マスク２１０を設けた場合と同様
の効果が得られた。
【００３９】［実施の形態３］図３に本発明の窒化ガリ
ウム系化合物半導体レーザ素子の模式断面図を示す。図
３の半導体レーザ素子構造は、サファイア基板３０１上
に、ＡｌＮバッファ層３０２、ｎ型ＧａＮコンタクト層
３０３、導電性選択成長マスク３０４、絶縁性選択成長
マスク３１０、ｎ型ＧａＮ平坦化層３０５、ｎ型Ａｌ
0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層３０６、ノンドープＩｎ0.2
Ｇａ0.8Ｎ量子井戸層とノンドープＩｎ0.01Ｇａ0.99Ｎ
障壁層からなるＩｎＧａＮ多重量子井戸層３０７、ｐ型
Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層３０８、ｐ型ＧａＮコン
タクト層３０９、ｐ型電極３１１、ｎ型電極３１２から
構成されている。半導体レーザ素子は幅４００μｍ、共
振器長５００μｍのサイズでチップとされている。
【００４０】以下に図８の（ａ）から（ｃ）を用いて本
発明の窒化ガリウム系化合物半導体レーザ素子の製造方
法を詳細に説明する。成長法、Ｖ族原料、ＩＩＩ族原
料、ｐ型不純物、ｎ型不純物、キャリヤガスも実施の形
態１と同様とした。
【００４１】まず、ＭＯＣＶＤ装置にてサファイア基板
３０１上に、ＡｌＮバッファ層３０２を厚さ５０ｎｍ
で、ｎ型ＧａＮコンタクト層３０３を厚さ１０μｍで積
層した後、一度、前記積層体をＭＯＣＶＤ装置より取り
出し、Ｓｎ添加Ｉｎ2Ｏ3からならる導電性選択成長マス
ク３０４を、スパッタリング法にてＩｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2
ターゲットを用い、Ａｒ圧力１０-2ｔｏｒｒ、基板温度
４５０℃、Ｏ2分圧３×１０-5ｔｏｒｒにて厚さ０．３
μｍをｎ型ＧａＮコンタクト層３０３上の全面に形成し
た。
【００４２】次に、フォトレジストをマスクとして塩化
鉄系のエッチング液にてＳｎ添加Ｉｎ2Ｏ3層からなる導
電性選択成長マスク３０４を幅４μｍに形成する。さら
に、ＳｉＯx膜からなる絶縁性選択成長マスク３１０を
厚さ０．３μｍで通常の電子ビーム蒸着法を用いてウエ
ハー全面に形成し、フッ酸系エッチング液を用いて、Ｓ
ｎ添加Ｉｎ2Ｏ3膜からなる導電性選択成長マスク３０４
上のＳｉＯx膜からなる絶縁性選択成長マスク３１０を
除去する。このことより、＜１１−２０＞方向に幅２μ
ｍのＳｎ添加Ｉｎ2Ｏ3層からなる導電性選択成長マスク
３０４が、ＳｉＯx膜からなる絶縁性選択成長マスク３
１０により水平に挟み込まれるように形成される。以上
までに作製される半導体レーザ素子の製造工程断面図を
図８（ａ）に示す。
【００４３】再度、ＭＯＣＶＤ装置内にこのウェハーを
導入し、導電性選択成長マスク３０４と絶縁性選択成長
マスク３１０上に基板温度１０５０℃にてｎ型ＧａＮ平
坦化層３０５を厚さ４μｍ、ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎク
ラッド層３０６を厚さ０．３μｍで積層し、基板温度を
７５０℃に下げ、ノンドープＩｎ0.2Ｇａ0.8Ｎ井戸層を
厚さ２ｎｍで２層とノンドープＩｎ0.01Ｇａ0.99Ｎ障壁
層を厚さ５ｎｍで３層のＩｎＧａＮ多重量子井戸層３０
７を積層し、次に基板温度１０５０℃に昇温しｐ型Ａｌ
0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層３０８を厚さ０．３μｍで、
ｐ型ＧａＮコンタクト層３０９を厚さ０．５μｍで順次
積層して、積層構造体を得る。以上の工程までに作製さ
れた半導体レーザ素子を図８（ｂ）に示す。
【００４４】次に、積層構造体をＭＯＣＶＤ装置より取
り出し、ｐ型ＧａＮコンタクト層３０９上にｐ型電極３
１１を形成する。次に、フォトレジスト（図示せず）を
マスクとして、積層構造体の一部をエッチングしｎ型Ｇ
ａＮコンタクト層３０３を露出させ、この上にｎ型電極
３１２を形成する。以上までに作製された半導体レーザ
素子の製造工程断面図を図８（ｃ）に示す。最後にウエ
ハーを前述の寸法にチップに分割し、発光素子として作
製される。
【００４５】このようにして、作製された実施形態の半
導体レーザ素子では、選択成長マスクより下にあるｎ型
ＧａＮコンタクト層３０３表面にｎ型電極が形成できる
ため、選択成長マスク上のＧａＮ系半導体層に現れる微
小な結晶割れや非成長領域に関係なく、電流をｎ型Ｇａ
Ｎコンタクト層３０３、導電性選択成長マスク３０４、
ｎ型ＧａＮ平坦化層３０５、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層
３０６を介して多重量子井戸活性層３０７に注入され
る。このため、従来例で見られたような、半導体レーザ
素子抵抗の上昇や動作電圧の上昇を効果的に抑え、それ
ぞれ、本実施形態の半導体レーザ素子では４〜１０Ω、
４〜５Ｖとすることができた。
【００４６】さらに、本発明では、ｐ型電極３１１から
供給された電流は、絶縁性選択成長マスク３１０で挟み
込まれた導電性選択成長マスク３０４を電流通路として
流れる。ここで、前記導電性選択成長マスク３０４の幅
にて電流通路を制御でき、さらに、絶縁性選択成長マス
ク３１０は電流阻止層としての機能を有するため、電流
阻止型の半導体レーザ素子構造が可能となり、閾値電流
を低減でき、信頼性の良好な窒化ガリウム系化合物半導
体レーザが実現できる。なお、本実施形態の半導体レー
ザ素子を６０℃雰囲気中で、５ｍＷにて信頼性試験を実
施した所、１００００時間の寿命を確認できた。
【００４７】［実施の形態４］図４に本発明の窒化ガリ
ウム系化合物半導体からなる半導体レーザ素子の模式断
面図を示す。本発明の半導体レーザ素子構造は、サファ
イア基板４０１上に、ＡｌＮバッファ層４０２、ｎ型Ｇ
ａＮコンタクト層４０３、導電性選択成長マスク（Ｓｎ
添加Ｉｎ2Ｏ3層）４０４、ｎ型ＧａＮ平坦化層４０５、
ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層４０６、ノンドープ
Ｉｎ0.2Ｇａ0.8Ｎ量子井戸層とノンドープＩｎ0.01Ｇａ
0.99Ｎ障壁層からなるＩｎＧａＮ多重量子井戸層４０
７、ｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層４０８、ｎ型Ａ
ｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ電流阻止層４８８、ｐ型ＧａＮコンタ
クト層４０９、ｐ型電極４１１、ｎ型電極４１２から構
成されている。なお、半導体レーザ素子サイズは幅３０
０μｍ、長さ５００μｍであり、半導体レーザ素子を形
成している。
【００４８】以下に、図９の（ａ）から（ｃ）を用いて
本発明の窒化ガリウム系化合物半導体レーザ素子の製造
方法を詳細に説明する。成長法、Ｖ族原料、ＩＩＩ族原
料、ｐ型不純物、ｎ型不純物、キャリヤガスも実施の形
態１と同様とした。
【００４９】まず、ＭＯＣＶＤ装置にてサファイア基板
４０１上に、ＡｌＮバッファ層４０２厚さ５０ｎｍ、ｎ
型ＧａＮコンタクト層４０３厚さ５μｍを積層する。こ
のウェハーを、一度、ＭＯＣＶＤ装置より取り出し、ｎ
型導電性を示すＳｎ添加Ｉｎ2Ｏ3層からなる導電性選択
成長マスク４０４を厚さ０．３μｍ形成する。次に、実
施形態１と同様な形成方法にて、Ｓｎ添加Ｉｎ2Ｏ3層か
らなる選択成長マスク４０４を幅３μｍ、間隔を５〜７
μｍに形成する。これで、ストライプ状のＳｎ添加Ｉｎ
2Ｏ3層からなる導電性選択成長マスク４０４をｎ型Ｇａ
Ｎコンタクト層４０３上に複数個形成されることとな
る。以上までに作製した半導体レーザ素子の製造工程断
面図を図９（ａ）に示す。
【００５０】再度、ＭＯＣＶＤ装置内に積層体を導入
し、導電性選択成長マスク４０４とｎ型ＧａＮコンタク
ト層４０３上に基板温度１０５０℃にてｎ型ＧａＮ平坦
化層４０５を厚さ４μｍ、ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラ
ッド層４０６を厚さ０．３μｍで積層し、基板温度を７
５０℃に下げ、ノンドープＩｎ0.2Ｇａ0.8Ｎ量子井戸層
を厚さ２ｎｍで２層とノンドープＩｎ0.01Ｇａ0.99Ｎ障
壁層を厚さ５ｎｍで３層のＩｎＧａＮ多重量子井戸層４
０７を積層し、次に基板温度１０５０℃に昇温しｐ型Ａ
ｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層４０８を厚さ０．３μｍ
で、ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ電流阻止層４８８を０．３
μｍで順次形成し、積層体を得る。
【００５１】一度、前記積層体をＭＯＣＶＤ装置よりウ
ェハーを取り出し、エッチングによりｎ型Ａｌ0.05Ｇａ
0.95Ｎ電流阻止層４８８に開口部４４１を形成する。前
記開口部４４１の形成位置は、活性層の下方に位置する
導電性選択成長マスク４０４の存在する領域内に位置す
るように形成する。
【００５２】再度、ＭＯＣＶＤ装置内に前記ウェハーを
導入し、開口部４４１、ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ電流阻
止層４８８及びｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層４０
８上にｐ型ＧａＮコンタクト層４０９を厚さ０．５μｍ
で再成長する。以上までに作製された半導体レーザ素子
の製造工程断面図を図９（ｂ）に示す。
【００５３】次に、積層体をＭＯＣＶＤ装置より取り出
し、ｐ型ＧａＮコンタクト層４０９上にｐ型電極４１１
を形成する。次に、エッチングによりｎ型ＧａＮコンタ
クト層４０３を露出させ、この上にｎ型電極４１２を形
成する。以上までに作製された製造工程断面図を図９
（ｃ）に示す。最後にウエハーを前述の寸法にチップに
分割し、電流狭窄型の半導体レーザ素子として作製され
る。
【００５４】本実施形態の半導体レーザ素子では、ｎ型
電極４１２は導電性選択成長マスク４０４より下部に形
成されたｎ型ＧａＮコンタクト層４０３に形成されてお
り、電流はｎ型ＧａＮコンタクト層４０３、導電性選択
成長マスク４０４またはｎ型ＧａＮ平坦化層４０５、Ａ
ｌＧａＮクラッド層４０６を介して活性層４０７に注入
される。従って、従来の半導体レーザ素子のように、導
電性選択成長マスク４０４上のＧａＮ系半導体結晶を横
方向に電流を流す必要はなく、低抵抗低動作電圧の半導
体レーザ素子が実現できた。本実施形態では、素子抵抗
５〜１４Ωであり、５ｍＷ出力時の動作電圧は３．９〜
４．８Ｖと低くできた。
【００５５】また、本実施形態では、ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ
0.95Ｎ電流阻止層４８８としてｎ型ＡｌＧａＮ層を適用
したが、高抵抗ＡｌＧａＮ層を適用しても良く、素子特
性としては、上記の実施形態とほぼ同等のものが得られ
た。また、電流通路である開口部４４１の位置として
は、導電性選択成長マスク４０４の領域の上部に位置す
るように形成することが、従来技術と同様に望ましい。
【００５６】さらに、本実施形態の比較例として、導電
性選択成長マスク４０４を、全く同一のサイズの絶縁性
選択成長マスクに置換した場合の素子を作製したとこ
ろ、素子抵抗は１５〜２３Ωと、導電性選択成長マスク
４０４を適用した場合よりも２倍も高抵抗化した。よっ
て、選択成長マスクとして導電性膜を適用する効果が確
認された。
【００５７】さらに、本発明において、ｐ型電極４１１
から供給された電流は、電流阻止層４８８に形成された
開口部４４１で電流が狭窄され、さらに、活性層の下方
に位置する酸化物半導体層４０４を通して流れるため、
電流阻止型の素子構造が可能となることにより、閾値電
流を低減でき、発振横モードが安定した信頼性の良好な
窒化ガリウム系化合物半導体レーザが実現できた。本実
施形態素子の信頼性試験を６０℃雰囲気中、５ｍＷの条
件下で実施したところ、１２０００時間以上の寿命が確
認できた。
【００５８】［実施の形態５］図５に本発明の窒化ガリ
ウム系化合物半導体レーザ素子の模式断面図を示す。本
発明の半導体レーザ素子構造は、ｎ型ＧａＮ基板５０１
上に、ｎ型ＧａＮバッファ層５０２、ｎ型ＧａＮ層５０
３、ｎ型Ｓｂ添加ＳｎＯ2層からなる導電性選択成長マ
スク５０４、ＳｉＯ2膜からなる絶縁性選択成長マスク
５１０、ｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ電流阻止層５５５、ｎ
型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５０６、ノンドープＩｎ
0.2Ｇａ0.8Ｎ量子井戸層とノンドープＩｎ0.01Ｇａ0.99
Ｎ障壁層から成るＩｎＧａＮ多重量子井戸層５０７、ｐ
型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５０８、ｐ型ＧａＮコン
タクト層５０９、ｐ型電極５１１、ｎ型電極５１２から
構成されている。チップサイズは幅４００μｍ、長さ６
００μｍの半導体レーザ素子を構成している。
【００５９】以下に図１０の（ａ）から（ｃ）を用いて
本発明の窒化ガリウム系化合物半導体レーザ素子の製造
方法を詳細に説明する。成長法、Ｖ族原料、ＩＩＩ族原
料、ｐ型不純物、ｎ型不純物、キャリヤガスも実施の形
態１と同様とした。
【００６０】まず、ＭＯＣＶＤ装置にて、導電性ｎ型Ｇ
ａＮ基板５０１上に、ｎ型ＧａＮバッファ層５０２を厚
さ３５ｎｍで、ｎ型ＧａＮコンタクト層５０３を厚さ１
０μｍで積層する。
【００６１】一度、積層体をＭＯＣＶＤ装置より取り出
し、ｎ型導電性を示すＳｂ添加ＳｎＯ2からなる導電性
選択成長マスク５０４を厚さ０．５μｍ形成する。ここ
で、Ｓｂ添加ＳｎＯ2からなる導電性選択成長マスク５
０４は、スパッタ法を用い、成膜温度は３５０から４５
０℃にて行うため、Ｓｎ添加Ｉｎ2Ｏ3の成膜温度より低
温にて形成できるため、露出したｎ型ＧａＮコンタクト
層５０３表面に対してより好ましい。次に、実施形態２
と同様な形成方法にて、導電性選択成長マスク５０４を
幅５μｍのストライプ状に形成する。次に、＜１１−２
０＞方向にストライプ状にｎ型ＧａＮコンタクト層５０
３上に導電性選択成長マスク５０４との間隔が１０μｍ
となるように、幅が約２８０μｍのＳｉＯ2からなる絶
縁性選択成長マスク５１０を形成する。以上までに作製
された半導体レーザ素子の製造工程断面図を図１０
（ａ）に示す。
【００６２】再度、ＭＯＣＶＤ装置内に前記ウェハーを
導入し、基板温度１０５０℃にてｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95
Ｎ電流阻止層５５５を厚さ５μｍ、導電性選択成長マス
ク５０４表面上の開口部５４４の幅が３μｍになるよう
に、６分間成長し、長方形状のｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ
電流阻止層５５５を形成する。次に、ｐ型Ａｌ0.05Ｇａ
0.95Ｎ電流阻止層５５５と開口部５４４を覆うようにｎ
型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５０６を厚さ０．３μｍ
で積層し、基板温度を８００℃に下げ、厚さ２ｎｍのノ
ンドープＩｎ0.2Ｇａ0.8Ｎ量子井戸層２層と厚さ５ｎｍ
のノンドープＩｎ0.01Ｇａ0.99Ｎ障壁層３層の多重量子
井戸層５０７を積層し、次に基板温度１０５０℃に昇温
しｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５０８を厚さ０．３
μｍで、ｐ型ＧａＮコンタクト層５０９を厚さ０．５μ
ｍで順次積層する。以上までに作製された製造工程断面
図を図１０（ｂ）に示す。
【００６３】次に、積層体をＭＯＣＶＤ装置より取り出
し、ｐ型ＧａＮコンタクト層５０９上にｐ型電極５１１
を形成する。次に、エッチングにより露出したｎ型Ｇａ
Ｎコンタクト層５０３にｎ型電極５１２を形成する。以
上までに作製された半導体レーザ素子の製造工程断面図
を図１０（ｃ）に示す。最後にウエハーを前述の寸法に
チップに分割し、半導体レーザ素子が作製される。
【００６４】本実施形態においては、ｎ型電極５１２が
ｎ型ＧａＮコンタクト層５０３に形成されているため、
導電性選択成長マスク５０４、絶縁性選択成長マスク５
１０上の半導体層を横方向に電流を流す必要は無い。従
って、従来の問題点であった、半導体レーザ素子の高抵
抗化および高動作電圧化を抑制し、素子抵抗８〜２０
Ω、動作電圧４〜５．６Ｖの半導体レーザ素子を形成す
ることができた。
【００６５】さらに、本形態においては、電流阻止層を
Ａｌを含む層にて構成することにより、開口部の溝形状
を長方形状に形成され、この上に活性層を形成すると下
に凸状の活性層が形成できる。このため、横方向に屈折
率の異なるクラッド層で挟まれたいわゆる屈折率導波型
の横モードが安定な、閾値電流が小さく、信頼性の良好
な窒化ガリウム系化合物半導体レーザ素子が実現でき
る。
【００６６】また、本実施形態ではｎ型電極をｎ型Ｇａ
Ｎコンタクト層５０３表面に設けたが、導電性基板であ
るｎ型ＧａＮ基板５０１裏面全面にｎ型電極を形成して
も良く、この場合の素子抵抗は５〜１６Ω、動作電圧は
３．８〜４．３Ｖと、ｎ型ＧａＮコンタクト層５０３に
ｎ型電極５１２を設けた場合に比べ、それぞれの値を低
減できた。本半導体レーザ素子の６０℃雰囲気中、５ｍ
Ｗ条件下での寿命は１５０００時間であった。
【００６７】
【発明の効果】本発明を適用することにより、基板に近
い側から電極から注入される電流が、選択成長マスクよ
り下部の結晶割れや非成長領域の存在しないコンタクト
層と導電性選択成長マスクを介して活性層に注入される
ため、低抵抗で低動作電圧、さらには信頼性に優れた半
導体レーザを作製することができた。
【００６８】さらには、導電性選択成長マスク位置の両
側から電流阻止層を形成することにより自己整合的に電
流通路を規定でき、閾値電流の低減も可能となった。こ
のため、閾値電流が低減でき、発振モードが安定であり
信頼性の良好な窒化ガリウム系化合物半導体レーザが実
現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の窒化ガリウム系化合物半
導体レーザ素子の断面模式図である。
【図２】本発明の実施形態２の窒化ガリウム系化合物半
導体レーザ素子の断面模式図である。
【図３】本発明の実施形態３の窒化ガリウム系化合物半
導体レーザ素子の断面模式図である。
【図４】本発明の実施形態４の窒化ガリウム系化合物半
導体レーザ素子の断面模式図である。
【図５】本発明の実施形態５の窒化ガリウム系化合物半
導体レーザ素子の断面模式図である。
【図６】実施形態１の窒化ガリウム系化合物半導体レー
ザ素子の作製模式図である。
【図７】実施形態２の窒化ガリウム系化合物半導体レー
ザ素子の作製模式図である。
【図８】実施形態３の窒化ガリウム系化合物半導体レー
ザ素子の作製模式図である。
【図９】実施形態４の窒化ガリウム系化合物半導体レー
ザ素子の作製模式図である。
【図１０】実施形態５の窒化ガリウム系化合物半導体レ
ーザ素子の作製模式図である。
【図１１】従来の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの
断面模式図である。
【符号の説明】
１０１、３０１、４０１ サファイア基板 １０２、３０２、４０２ ＡｌＮバッファ層 １０３、２０３、３０３、４０３、５０３ ｎ型ＧａＮ
コンタクト層 １０４、２０４、３０４、４０４、５０４ 導電性選択
成長マスク １０５ 高抵抗ＧａＮ電流阻止層 １０６、２０６、５０６ ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッ
ド層 １０７ ＩｎＧａＮ単一量子井戸活性層 １０８、２０８、５０８ ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッ
ド層 １０９、２０９、３０９、４０９、５０９ ｐ型ＧａＮ
コンタクト層 １１０、２１０、３１０、４１０、５１０ 絶縁性選択
成長マスク １１１、２１１、３１１、４１１、５１１ ｐ型電極 １１２、２１２、３１２、４１２、５１２ ｎ型電極 １４４、２４４、４４１、５４４ 開口部 ２０１、５０１ ｎ型ＧａＮ基板 ２０２、５０２ ｎ型ＧａＮバッファ層 ２０５ ｐ型ＧａＮ電流阻止層 ２０７、３０７、４０７、５０７ ＩｎＧａＮ多重量子
井戸層 ３０５、４０５ ｎ型ＧａＮ平坦化層 ３０６、４０６ ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層 ３０８、４０８ ｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層 ４８８ ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ電流阻止層 ５５５ ｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ電流阻止層

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板と、窒化ガリウム系化合物半導体か
    らなるコンタクト層と、前記コンタクト層の上方に形成
    されたストライプ状の導電性選択成長マスクと、 前記導電性選択成長マスク上に形成された少なくとも一
    対のクラッド層と、該クラッド層に挟まれた少なくとも
    一層の活性層とを含む窒化ガリウム系化合物半導体から
    なる積層体と、を含むことを特徴とする半導体レーザ素
    子。
  2. 【請求項２】 前記導電性選択成長マスクの両側に電流
    阻止層を有することを特徴とする請求項１に記載の半導
    体レーザ素子。
  3. 【請求項３】 前記電流阻止層の少なくとも１部に、絶
    縁性選択成長マスクを含むことを特徴とする請求項２に
    記載の半導体レーザ素子。
  4. 【請求項４】 前記基板が絶縁性基板であり、前記導電
    性選択成長マスクの幅が前記絶縁性選択成長マスクの幅
    より小さく、前記基板に対して反対側の前記コンタクト
    層の表面に電極が形成されていることを特徴とする請求
    項３に記載の半導体レーザ素子。
  5. 【請求項５】 前記導電性選択成長マスクが酸化膜半導
    体材料からなることを特徴とする請求項１乃至４のいず
    れかに記載の半導体レーザ素子。
  6. 【請求項６】 前記絶縁性選択成長マスクは酸化シリコ
    ンまたは窒化シリコンからなることを特徴とする請求項
    ３又は４に記載の半導体レーザ素子。
  7. 【請求項７】 絶縁性基板上に、窒化ガリウム系化合物
    半導体からなるコンタクト層を形成する工程と、 前記コンタクト層上に導電性選択成長マスク及び絶縁性
    選択成長マスクを形成する工程と、 前記選択成長マスク及び前記コンタクト層上方に少なく
    とも一対のクラッド層及び活性層とを含む窒化ガリウム
    系化合物半導体からなる積層体を形成する工程と、 前記絶縁性選択成長マスクを一部除去し、露出した前記
    コンタクト層上に電極を形成する工程とを有することを
    特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
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