CN101567518A - 氮化物半导体激光器及其制造方法、外延晶圆的制造方法 - Google Patents

氮化物半导体激光器及其制造方法、外延晶圆的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种氮化物半导体激光器及其制造方法、外延晶圆的制造方法。在工序S110中向生长炉供给TMG、TMIn及NH3，在温度T1下进行膜厚DW1(DW1＜DW0)的InGaN薄膜的堆积。该薄膜厚度为1nm。在工序S111中向生长炉供给TMIn及NH3，并且将温度从温度T1变更为T2(T1＜T2)。在工序S112中向生长炉供给TMIn及NH3并且将温度保持为温度T2。在工序S113中向生长炉供给TMIn及NH3并且将温度从T2变更为T1。通过工序S111～S113对堆积的InGaN薄膜改性，提高了改性后的InGaN薄膜的组成的均匀性。阱层由改性后的3层1nm的InGaN薄膜构成。

Description

氮化物半导体激光器及其制造方法、外延晶圆的制造方法
技术领域
本发明涉及一种制造氮化物半导体激光器的方法、制造外延晶圆的方法及氮化物半导体激光器。
背景技术
在专利文献1(JP特愿平9-144291号公报)中公开了形成平坦且连续的GaN膜的方法。在GaN膜的生长期间的初始部分中，镓(Ga)在化学计量过剩的成膜条件下进行膜的生长。在生长期间的后续部分中，氮(N)在化学计量过剩的成膜条件下进行膜的生长。在任一个期间中Ga及N在整个生长期间均是并且到达基板。
在专利文献2(JP特开2000-49104号公报)中公开了形成优质的GaAsN单晶的方法。在溶混间隙组成的GaAsN混晶的生长中，反复进行Ga供给、氮化、Ga供给、砷化的循环，而生长GaAsN混晶。
在专利文献3(JP特开2000-216101号公报)中公开了进行在热平衡状态下具有非混合区域的组成的GaInNAs类化合物半导体混晶的生长的方法。在生长GaInNAs类化合物半导体混晶的工序中，中断GaInNAs化合物半导体混晶的结晶生长，并结晶生长GaAs化合物半导体薄膜。GaAs化合物半导体由GaInNAs化合物半导体混晶的构成元素构成，在热平衡状态下具有混合区域的组成。
在专利文献4(JP特开2004-165571号公报)中公开了可以在短时间生长高品位的原子层的氮化物薄膜的形成方法。在该方法中，在1×10-3～1Pa的氨气氛围中向基板喷射含有有机金属气体的原料气体，在该基板上形成金属元素层。其后停止原料气体的喷射，在基板上形成作为金属元素层的氮化物的氮化物薄膜。
在专利文献5(JP特开2003-68660号公报)中公开了利用有机金属化学气相沉积法制造氮化物类化合物半导体层的方法。在该方法汇总，间歇地向基板供给含有III族源的有机金属的III族原料气体，并且向基板上供给含氮的气体。
发明内容
在III族氮化物半导体激光器中为了获得长波长的发光而使用大的铟组成的InGaN阱层。随着铟组成的增加，InGaN阱层的结晶品质下降。InGaN阱层中非发光区域增加，发光效率下降。此外，伴随铟组成的增加，发光波长的蓝移增加。在示出大的蓝移的III族氮化物半导体激光器中，到激光振荡为止随着施加电流的增加，发光波长变化，因此在LED模式下示出蓝移的发光对用于激光振荡的感应释放无用。进而，伴随InGaN阱层的铟组成的增加，光致发光谱中的半高全宽(FWHM)变大。因半高全宽的增大，示出光学增益的波长范围变大。在对激光振荡无用的波长下也会产生LED模式的发光，因此激光振荡的阈值电流增大。
根据发明人的见解，这些与InGaN阱层的空间波动的增加相关。
本发明鉴于该情况，其目的在于提供一种可以提高InGaN阱层的铟组成的均匀性的氮化物半导体激光器的制造方法，此外提供一种氮化物半导体激光器用的外延晶圆的制造方法，进而提供一种InGaN阱层的铟组成的均匀性得到提高的氮化物半导体激光器。
本发明的一个方面为一种氮化物半导体激光器的制造方法。该方法包括在氮化镓类半导体区域上形成具有第一膜厚且用于活性层的第一InGaN膜的工序。形成上述第一InGaN膜的上述工序包括以下工序：(a)向生长炉供给第一镓原料、第一铟原料及第一氮原料，为了形成上述第一InGaN膜而在第一温度下进行比上述第一膜厚薄的InGaN的堆积；(b)向上述生长炉供给第二铟原料及第二氮原料，并且在比第一温度高的第二温度下进行上述InGaN的热处理；以及(c)在上述热处理之后，进行至少一次InGaN堆积，形成上述第一InGaN膜。
通过该方法，为了形成第一InGaN膜，在进行了比第一InGaN膜的膜厚薄的InGaN的堆积后，在包含铟原料及氮原料的气氛中，在高于生长温度的第二温度下进行InGaN的热处理。因此，InGaN堆积物的组成均匀性得到提高。因此，可以生长具有良好的组成均匀性的InGaN膜。在生长后的热处理中供给铟原料及氮原料，因此可以抑制InN从InGaN分解。
在本发明涉及的方法中优选，上述第一铟原料为有机金属。该方法适于有机金属气相沉积法下的氮化物生长。此外优选上述第二铟原料为有机金属。该方法适于有机金属气相沉积法下的氮化物生长。
在本发明涉及的方法中优选，上述第一氮原料包括氨及胺类氮原料的至少任一种。该方法适于有机金属气相沉积法下的氮化物生长。此外优选上述第二氮原料包括氨及胺类氮原料的至少任一种。该方法适于有机金属气相沉积法下的氮化物生长。
在该方法中，上述胺类氮原料可以包括一甲胺、二甲胺、三甲胺、一乙胺、二乙胺及三乙胺的至少任一种。通过该方法，胺类氮原料适于低温下的InGaN生长。
在本发明涉及的方法中优选，上述第一InGaN膜是上述活性层的阱层及阻挡层的任一方。通过该方法，可以提供具有良好的组成均匀性的InGaN阱层及InGaN阻挡层的形成。
在本发明涉及的方法中优选，上述第一InGaN膜是上述活性层的阱层，在进行上述至少一次InGaN堆积而形成上述第一InGaN膜的上述工序中，反复进行上述InGaN的堆积及上述InGaN的热处理，直到上述第一膜厚的InGaN的堆积完成为止。通过该方法，通过多次InGaN薄膜的生长和该生长后的热处理，可以提高InGaN膜的组成均匀性。此外在本发明的方法中，阱层及阻挡层可以由InGaN构成。此外可以是阱层由InGaN构成，阻挡层由GaN构成。
在本发明涉及的方法中优选，上述第一InGaN膜是上述活性层的阱层，上述第一InGaN膜的铟组成为0.25以上，上述第一InGaN膜的铟组成为0.35以下。通过该方法，可以形成高In组成的InGaN阱层。因此通过本方法可以提供长波长的发光元件。
在本发明涉及的方法中优选，上述第一InGaN膜是上述活性层的阻挡层，上述第一InGaN膜的铟组成为0.02以上，上述第一InGaN膜的铟组成为0.08以下。通过本方法，可以形成对高In组成的InGaN阱层良好的InGaN阻挡层。因此通过本方法可以提供长波长的发光元件。
在本发明涉及的方法中优选，还包括形成具有第二膜厚且用于上述活性层的第二InGaN膜的工序。上述第一及第二InGaN膜中的一个形成在上述第一及第二InGaN膜中的另一个之上。形成上述第二InGaN膜的上述工序包括以下工序：(a)向生长炉供给第三镓原料、第三铟原料及第三氮原料，为了形成上述第二InGaN膜而在第三温度下进行比上述第二膜厚薄的InGaN的堆积；(b)在堆积了上述InGaN后，向上述生长炉供给第四铟原料及第四氮原料，并且在比上述第三温度高的第四温度下进行热处理；以及(c)直到上述第二膜厚的堆积完成为止进行上述至少一次InGaN堆积及上述热处理，而形成上述第二InGaN膜。上述第一及第二InGaN膜中的一个形成为用于上述活性层的阱层，上述第一及第二InGaN膜中的另一个形成为用于上述活性层的阻挡层。
通过该方法，第一及第二InGaN膜中的一个形成为用于活性层的阱层，另一个形成为用于阻挡层，因此可以提供优异组成均匀性的阱层及阻挡层的活性层。另外，上述第三氮原料优选包含氨及胺类氮原料的至少任一种。该方法适于有机金属气相沉积法下的氮化物生长。上述第三铟原料优选为有机金属。该方法适于有机金属气相沉积法下的氮化物生长。上述第四氮原料优选包含氨及胺类氮原料的至少任一种。该方法适于有机金属气相沉积法下的氮化物生长。上述第四铟原料优选为有机金属。该方法适于有机金属气相沉积法下的氮化物生长。
在本发明涉及的方法中优选，还包括准备由六方晶系材料构成的晶圆的工序。上述晶圆的主面可以从上述六方晶系材料的c面以15度以上30度以下的角度倾斜。通过该方法可以利用半极性六方晶系晶圆制造半导体激光器。
在本发明涉及的方法中优选，上述第一InGaN膜形成为用于上述活性层的阱层，上述第一温度为摄氏630度以上、摄氏780度以下。通过该温度范围可以提供具有高In组成的半极性InGaN层。
在本发明涉及的方法中优选，还包括准备由六方晶系材料构成的晶圆的工序。上述晶圆的主面为上述六方晶系材料的极性面。通过该方法可以利用极性六方晶系晶圆制造半导体激光器。
在本发明涉及的方法中优选，上述第一InGaN膜形成为用于上述活性层的阱层，上述第一温度为摄氏680度以上、摄氏830度以下。通过该温度范围可以提供具有高In组成的极性InGaN层。
在本发明涉及的方法中优选，还包括准备由六方晶系材料构成的晶圆的工序。上述晶圆的主面为上述六方晶系材料的非极性面。通过该方法可以利用非半极性六方晶系晶圆制造半导体激光器。
在本发明涉及的方法中优选，上述第一InGaN膜形成为用于上述活性层的阱层，上述第一温度为摄氏650度以上、摄氏800度以下。通过该温度范围可以提供具有高In组成的非极性InGaN层。
在本发明涉及的方法中优选，上述活性层具有量子阱结构，上述活性层的光致发光的半高全宽为40nm以下。通过该方法可以提供InGaN膜的组成均匀性，因此可以将半高全宽缩小到可以激光振荡的程度。
在本发明涉及的方法中优选，上述III族氮化物半导体激光器的振荡波长为490nm以上。通过该方法，III族氮化物半导体激光器具有适于长波长的激光振荡的结构。
本发明的另一方面为一种氮化物半导体激光器用外延晶圆的制造方法。该方法包括以下工序：(a)在晶圆上形成第一导电型氮化镓类半导体区域；(b)在形成上述第一导电型氮化镓类半导体区域后，在晶圆上形成具有第一膜厚且用于活性层的InGaN膜；以及(c)在形成上述活性层后，形成第二导电型氮化镓类半导体区域。形成上述InGaN膜的上述工序包括以下工序：(b1)向生长炉供给第一镓原料、第一铟原料及第一氮原料，为了形成上述InGaN膜而在第一温度下进行比上述第一膜厚薄的InGaN的堆积；(b2)向上述生长炉供给第二铟原料及第二氮原料，并且在比第一温度高的第二温度下进行上述InGaN的热处理；以及(b3)在上述热处理之后，进行至少一次InGaN堆积，形成上述InGaN膜。
通过该方法，为了形成第一InGaN薄膜，在进行比第一InGaN膜薄的InGaN的堆积后，在包含铟原料及氮原料的气氛中，在高于生长温度的第二温度下进行InGaN的热处理。因此，InGaN堆积物的组成均匀性得到提高。因此，可以生长具有良好的组成均匀性的InGaN膜。在生长后的热处理中供给铟原料及氮原料，因此可以抑制InN从InGaN分解。
在本发明涉及的方法中优选，上述InGaN膜是上述活性层的阱层，在进行上述至少一次InGaN堆积而形成上述InGaN膜的上述工序中，反复进行上述InGaN的堆积及上述InGaN的热处理，直到上述第一膜厚的InGaN的堆积完成为止。通过该方法，通过多次InGaN薄膜的生长和该生长后的热处理，可以提供InGaN膜的组成均匀性。
本发明的又一方面为一种III族氮化物半导体激光器，包括(a)第一导电型III族氮化物半导体层、(b)第二导电型III族氮化物半导体层、以及(c)具有多个InxGa1-xN阱层和多个阻挡层的活性层。上述活性层设置在上述第一导电型III族氮化物半导体层和上述第二导电型III族氮化物半导体层之间，上述InxGa1-xN阱层的铟组成X为0.24以上，上述InxGa1-xN阱层的铟组成分布中的最大值及最小值，处于上述铟组成分布的平均值的-15％～+15％的范围内。
通过该III族氮化物半导体激光器，InxGa1-xN阱层的铟组成分布中的最大值及最小值，处于该阱层中的铟组成分布的平均值的-15％～+15％的范围内，因此InxGa1-xN阱层的组成均匀性得到提高。从而，通过良好的组成均匀性的InGaN膜而将半高全宽缩小到可以激光振荡的程度。
本发明涉及的III族氮化物半导体激光器优选，上述阱层含有多个InxGa1-xN薄膜的积层，各个InxGa1-xN薄膜的铟组成彼此实质相同。通过该III族氮化物半导体激光器，InxGa1-xN薄膜的厚度较薄，因此可以提高各个InxGa1-xN薄膜的铟组成的均匀性。结果铟组成分布中的最大值及最小值可以降低到平均值的-15％～+15％的范围内。
如上所述，通过本发明的一个方面，提供了可以提高InGaN阱层的铟组成的均匀性的氮化物半导体激光器的制造方法。此外通过本发明的另一方面，提供了氮化物半导体激光器用的外延晶圆的制造方法。进而通过本发明的又一方面，提供了InGaN阱层的铟组成的均匀性得到提高的氮化物半导体激光器。
附图说明
本发明的上述目的及其他目的、特征及优点，根据参照附图的本发明的实施方式的以下详细记载而容易明确。
图1是表示本实施方式的氮化物半导体激光器的制造方法及外延晶圆的制造方法的主要工序的图。
图2是表示本实施方式的氮化物半导体激光器的制造方法及外延晶圆的制造方法的主要工序的图。
图3是表示用于活性层制造的气体供给及温度变更的时序的图。
图4是表示用于活性层制造的气体供给及温度变更的时序的图。
图5是表示外延晶圆的结构的图。
图6是表示半导体激光器的结构的图。
图7是表示实施例1的活性层的制造的主要工序流程的图。
图8是表示实施例2的活性层的制造的主要工序流程的图。
图9是表示实施例3的活性层的制造的主要工序流程的图。
图10是表示实施例4的活性层的制造的主要工序流程的图。
图11是表示实施例5的活性层的制造的主要工序流程的图。
具体实施方式
本发明的见解例如通过作为示例示出的附图并考虑到以下详细的记载而可以容易理解。接下来参照附图说明本发明的氮化物半导体激光器的制造方法、氮化物半导体激光器用的外延晶圆的制造方法、及氮化物半导体激光器的实施方式。在可能的情况下对相同部分标以相同标号。
图1及图2是表示本实施方式的氮化物半导体激光器的制造方法及外延晶圆的制造方法的主要工序的图。参照图1的工序流程100a，在工序S101中准备由六方晶系材料构成的晶圆。作为六方晶系材料例如可以使用GaN、InGaN、AlGaN、AlN、SiC、蓝宝石等。在后续工序中，在晶圆的主面上进行III氮化物半导体膜的外延生长。
晶圆的主面可以是从上述六方晶系材料的c面倾斜的半极性面的晶圆。倾斜角例如为15度以上时，具有内部电场小的优点。倾斜角例如为30度以下的角度时，具有可以利用大口径的晶圆的优点。利用该半极性六方晶系晶圆，可以制造蓝移小的半导体激光器。
此外，晶圆的主面可以为六方晶系材料的极性面。作为六方晶系材料的极性面可以使用GaN的c面。可以在极性六方晶系晶圆上制造半导体激光器。
进而，晶圆的主面可以为六方晶系材料的非极性面。作为六方晶系材料的非极性面可以使用GaN的a面及m面。可以利用非半极性六方晶系晶圆制造半导体激光器。
在后续的示例说明中，在GaN晶圆上制造半导体激光器。后续制造工序中的外延膜例如通过有机金属气相沉积法制造。原料使用三甲基镓(TMG)、三甲基铝(TMA)、三甲基铟(TMIn)、氨(NH3)，作为掺杂剂使用硅烷(SiH4)、二茂基镁(CP2Mg)。将GaN晶圆放置于生长炉中后，在工序S102中进行GaN晶圆的热清洁处理。因此，向生长炉中供给氢及氨。热处理温度例如为摄氏1050度。
在工序S103中，在晶圆主面上生长n型氮化镓类半导体区域。在该n型氮化镓类半导体区域的生长中，在工序S104中例如生长n型氮化镓类半导体包覆层。包覆层例如可以由n型Al0.04Ga0.96N构成，其生长温度例如可以为摄氏1050度。在n型AlGaN中添加有硅。n型AlGaN的膜厚例如可以为2300nm。
接下来在必要的情况下，在工序S105中在包覆层上生长n型氮化镓半导体层。n型氮化镓类半导体层的带隙小于包覆层的带隙，大于之后生长的光导层的带隙。此外，n型氮化镓类半导体层的折射率大于包覆层的折射率，小于之后生长的光导层的折射率。该n型氮化镓类半导体层例如可以由n型GaN构成。生长温度例如可以为摄氏1050度。n型GaN的膜厚例如可以为50nm。在本实施方式的AlGaN及GaN的生长中，作为[V]/[III](流量摩尔比)使用900～6000。AlGaN的生长中的炉内压力例如为40～80kPa，GaN及InGaN的生长中的炉内压力例如为100kPa。
在工序S106中，在包覆层上生长n侧的光导层。该光导层例如由无掺杂In0.06Ga0.94N构成。生长温度例如可以为摄氏820度。该InGaN的膜厚例如可以为65nm。该光导层的生长温度的范围例如可以为摄氏750度以上，且为摄氏900度以下。
在工序S107中形成活性层。在制造III族氮化物半导体激光器的方法中，例如以获得490nm以上的振荡波长的方式形成活性层。此外，活性层以例如获得540nm以下的振荡波长的方式形成。通过以下生长方法提供对于长波长的激光振荡良好的结构。在活性层的形成中，进行工序S108的阻挡层的生长和工序S109的阱层的生长。由于适于有机金属气相沉积法下的氮化物生长，在活性层的生长中优选，铟原料含有有机金属，氮原料含有氨及胺类氮原料的至少任一种。胺类氮原料可以包括一甲胺、二甲胺、三甲胺、一乙胺、二乙胺及三乙胺的至少任一种。胺类氮原料适于低温下的InGaN生长。
首先，第一层阻挡层的组成与光导层的组成相同时，可以调整膜厚，利用光导层的成膜条件进行阻挡层的生长。此时可以在光导层上生长阱层。在其他情况下，在工序S109中生长InGaN阻挡层。此时，可以在阻挡层上生长阱层。InGaN阻挡层例如可以为In0.06Ga0.94N，可以为无掺杂。
在工序S108的阱层生长中，如图3所示，在氮化镓类半导体区域13上形成用于活性层的InGaN膜11。InGaN膜11具有膜厚DW0。该InGaN膜例如如下生长。在工序S110中在时刻t0～t1的期间生长InGaN薄膜。在该生长中向生长炉供给镓原料(例如TMG)、铟原料(例如TMIn)、及氮原料(例如NH3)，在第一温度T1下进行比膜厚DW0薄的InGaN的堆积。该InGaN的膜厚DW1(DW1＜DW0)例如为1nm左右。停止镓原料的供给而结束生长。
在工序S111中如图3所示，在时刻t1～t2的期间，生长炉温度从温度T1变更为温度T2(T1＜T2)。在该温度变更中，向生长炉供给铟原料(例如TMIn)及氮原料(例如NH3)。在该温度变更中不会产生InN等的成膜。通过TMIn等铟原料及NH3等氮原料的供给，在热处理的整个期间可以避免InN从InGaN薄膜的表面分离。温度T1如果为摄氏600度以上，则不产生InN的堆积。通过使用100～100000的范围的[V族流量]/[III族流量]可以避免InN从结晶分离。升温时间例如为2分钟。作为[V族流量]/[III族流量]例如使用10000。成膜温度T1和热处理温度T2的差优选例如50度以上。此外该差例如优选250度以下。
在工序S112中，在时刻t2～t3的期间将生长炉保持在温度T2。在该温度保持中，向生长炉供给铟原料(例如TMIn)及氮原料(例如NH3)。此时也不产生InN等的成膜。通过TMIn等铟原料及NH3等氮原料的供给，可以避免InN从InGaN薄膜的表面分离。保持时间例如为1分钟。作为[V族流量]/[III族流量]例如使用10000。
在工序S113中，在时刻t3～t4的期间将生长炉温度从温度T2变更为温度T1(T1＜T2)。在该温度变更中向生长炉供给铟原料(例如TMIn)及氮原料(例如NH3)。变更时间例如为2分钟。作为[V族流量]/[III族流量]例如使用10000。
通过工序S110的生长后的工序S111、S112、S113，对堆积的InGaN薄膜改性，在改性后的InGaN薄膜15a中，其组成的均匀性得到提高。
在工序S114中反复进行上述薄膜的生长和热处理，直到生长成预期厚度的InGaN。如图3所示，在时刻t4～t5进行工序S110，在时刻t5～t6的期间进行工序S111，在时刻t6～t7的期间进行工序S112。在该生长中在InGaN薄膜15a上生长膜厚DW2的另一InGaN薄膜。在本实施例中，通过反复操作而生长成合计3nm的InGaN薄膜11。
通过该方法，为了形成InGaN薄膜11，在进行了膜厚比InGaN膜11薄的InGaN 15a的形成、InGaN 15b的堆积之后，并不供给镓原料，而在包含铟原料及氮原料的气氛中在高于生长温度T1的温度T2下进行InGaN的热处理。因此在InGaN堆积物中组成的均匀性得到提高。从而可以生长具有良好的组成均匀性的InGaN膜11。由于在生长后的热处理中供给铟原料及氮原料，因此可以抑制InN从InGaN分解。
在工序S109的阻挡层生长中，如图4所示，在阱层上形成用于活性层的InGaN膜17。用于阻挡层的InGaN膜17具有膜厚DB1。该InGaN膜17例如如下生长。在工序S115中在时刻s0～s1的期间生长InGaN薄膜。在该生长中向生长炉供给镓原料(例如TMG)、铟原料(例如TMIn)、及氮原料(例如NH3)，在第一温度T3下进行比膜厚DB0薄的膜厚DB1(DB1＜DB0)的InGaN的堆积。该InGaN的膜厚DB1例如为1nm左右。停止镓原料的供给而结束生长。
在工序S 116中如图4所示，在时刻s1～s2的期间，生长炉温度从温度T3变更为温度T4(T3＜T4)。在该温度变更中，向生长炉供给铟原料(例如TMIn)及氮原料(例如NH3)。在该温度变更中不会产生InN等的成膜。通过TMIn等铟原料及NH3等氮原料的供给，可以避免InN从InGaN薄膜的表面分离。用于此的条件可以使用例如与用于阱层的条件相同的条件。升温时间例如为2分钟。作为[V族流量]/[III族流量]例如使用10000。
在工序S117中，在时刻s2～s3的期间将生长炉保持在温度T4。在该温度保持中，向生长炉供给铟原料(例如TMIn)及氮原料(例如NH3)。此时也不产生InN等的成膜。通过TMIn等铟原料及NH3等氮原料的供给，可以避免InN从InGaN薄膜的表面分离。保持时间例如为1分钟。作为[V族流量]/[III族流量]例如使用10000。
在工序S118中，在时刻s3～s4的期间将生长炉温度从温度T4变更为温度T3(T3＜T4)。在该温度变更中向生长炉供给铟原料(例如TMIn)及氮原料(例如NH3)。变更时间例如为2分钟。作为[V族流量]/[III族流量]例如使用10000。成膜温度T3和热处理温度T4的差例如优选为50度以上。此外该差例如优选为150度以下。
通过工序S115的生长后的工序S116、S117、S118，对堆积的InGaN薄膜改性，在改性后的InGaN薄膜19a中，其组成的均匀性得到提高。
在工序S119中反复进行上述薄膜的生长和热处理，直到生长成预期厚度的InGaN。如图4所示，在时刻s4～s5进行工序S115，在时刻s5～s6的期间进行工序S116，在时刻s6～s7的期间进行工序S117。在一次的生长中，在InGaN薄膜19a上生长InGaN薄膜19b。在本实施例中通过反复操作而生长合计15nm的InGaN膜17。在一次的生长中生长膜厚DB2的InGaN薄膜。或者，由于阻挡层的铟组成小于阱层的铟组成，可以替代14次的反复，而进行剩余的InGaN膜的形成以获得预期的膜厚。在本实施例中，通过一次的追加生长而生长合计15nm的InGaN阱层。阻挡层可以由GaN构成，而替代InGaN。此时在一次的生长中可以生长预期膜厚的GaN膜。
通过该方法，为了形成InGaN薄膜17，在分别进行了膜厚比InGaN膜17薄的InGaN 19a、19b的形成之后，在包含铟原料及氮原料的气氛中在高于生长温度T3的温度T4下进行InGaN 19a、19b的热处理。因此在InGaN堆积物中组成的均匀性得到提高。从而可以生长具有良好的组成均匀性的InGaN膜17。虽然将InGaN置于比成膜温度高的温度中，氮由于在生长后的热处理中供给铟原料及氮原料，因此可以抑制InN从InGaN分解。
在之后的工序中，可以反复进行工序S108及S109而形成活性层，直到形成预期结构的量子阱结构。这样生长而成的量子阱结构的活性层，示出半高全宽40nm以下的光致发光。InGaN膜的组成均匀性得到提高，因此半高全宽缩小到可以适用于激光振荡的程度。半高全宽缩小，从而在激光振荡前半导体激光器产生的LED模式的光的光谱变窄。因此施加的电流有效地用于引起激光振荡。
优选的是，InGaN膜11、15a、15b的铟组成为0.25以上，InGaN膜11、15a、15b的铟组成为0.35以下。可以形成能够提供长波长的发光元件的高In组成的InGaN阱层。InGaN膜17、19a、19b的铟组成可以为0.02以上，InGaN膜17、19a、19b的铟组成可以为0.08以下。可以形成对能够提供长波长的发光元件的高In组成的InGaN阱层适合的InGaN阻挡层。
活性层的InGaN生长的温度例如优选为以下范围。
在半极性面的氮化镓类半导体上的活性层的生长中，优选以下条件。在用于阱层的InGaN膜11中，成膜温度T1可以为摄氏630度以上，从而可以获得良好的发光特性。成膜温度T1可以为摄氏780度以下，从而可以获得必要的In组成。通过该温度范围而可以提供具有高In组成的半极性InGaN层。此外在用于阻挡层的InGaN膜11中，成膜温度T3可以为摄氏750度以上，从而获得优质的结晶。成膜温度T3可以为摄氏900度以下，从而避免阱层的结晶品质劣化。通过该温度范围可以获得具有高In组成的半极性InGaN层。
在极性面的氮化镓类半导体上的活性层的生长中，优选以下条件。在用于阱层的InGaN膜11中，成膜温度T1可以为摄氏680度以上，从而可以获得良好的发光特性。成膜温度T1可以为摄氏830度以下，从而可以获得必要的In组成。通过该温度范围而可以提供具有高In组成的极性InGaN层。此外在用于阻挡层的InGaN膜11中，成膜温度T3可以为摄氏800度以上，从而获得优质的结晶。成膜温度T3可以为摄氏900度以下，从而避免阱层的结晶品质劣化。通过该温度范围可以获得具有高In组成的极性InGaN层。
在非极性面的氮化镓类半导体上的活性层的生长中，优选以下条件。在用于阱层的InGaN膜11中，成膜温度T1可以为摄氏650度以上，从而可以获得良好的发光特性。成膜温度T1可以为摄氏800度以下，从而可以获得必要的In组成。此外在用于阻挡层的InGaN膜11中，成膜温度T3可以为摄氏780度以上，从而获得优质的结晶。成膜温度T3可以为摄氏900度以下，从而避免阱层的结晶品质劣化。通过该温度范围可以获得具有高In组成的非极性InGaN层。
参照图2的工序流程100b，在工序S120中在活性层上生长p侧的光导层。该光导层例如可以由无掺杂In0.06Ga0.94N构成。生长温度例如可以为摄氏820度。p型InGaN的膜厚例如可以为50nm。该光导层的生长温度的范围例如可以为摄氏750度以上，并且可以为摄氏900度以下。在必要的情况下，在工序S120中可以在InGaN层上生长无掺杂GaN层。生长温度例如可以为摄氏820度。
在工序S121中，在p侧的光导层上生长p型氮化镓类半导体区域。该p型氮化镓类半导体区域的生长中的工序S122中，例如生长p型氮化镓类半导体电子块层。电子块层例如可以由p型Al0.18Ga0.82N构成，其生长温度例如可以为摄氏1050度。p型AlGaN的膜厚例如可以为20nm。
在工序S123中，例如在电子块层上形成p型氮化镓类半导体包覆层。包覆层例如可以由p型Al0.06Ga0.94N构成，其生长温度例如可以为摄氏1050度。在p型AlGaN中添加有镁。p型AlGaN的膜厚例如可以为400nm。
在工序S124中，例如在包覆层上生长p型氮化镓类半导体接触层。接触层例如可以由p型GaN构成，其生长温度例如可以为摄氏1050度。在p型GaN中添加有镁。p型GaN的膜厚例如可以为50nm。
通过这些工序形成外延晶圆E，该外延晶圆E包括在晶圆上生长的多个氮化镓类半导体外延膜。外延晶圆E包括：第一导电型氮化镓类半导体晶圆31、第一导电型氮化镓类半导体区域33、光导层37、包括In组成均匀性优异的阱层的活性层41、光导层51、53、第二导电型氮化镓类半导体区域55。第一导电型氮化镓类半导体区域33例如包括n型包覆层35a及n型GaN层35b。第二导电型氮化镓类半导体区域55例如包括p型电子块层57a、p型包覆层57b及p型接触层57c。
活性层41可以具有多重量子阱结构，包括交互配置的阱层43a及阻挡层43b。阱层43a由InGaN积层45构成，InGaN积层45由实质相同的In组成的多个InGaN薄膜45a、45b、45c构成。各个InGaN薄膜45a、45b、45c的厚度例如优选处于0.3nm～3.0nm的范围内。从而可以生长各个薄膜45a、45b、45c以改善In组成的均匀性。InGaN阱层的铟组成分布中的最大值及最小值，处于铟组成分布的平均值的-15％～+15％的范围内。此外阻挡层43b由InGaN积层47构成，InGaN积层47由实质相同的In组成的多个InGaN薄膜49a、49b构成。该量子阱结构的活性层示出半高全宽40nm以下的光致发光。InGaN膜的组成均匀性得到提高，因此半高全宽缩小到可以激光振荡的程度。该外延晶圆E用于包含提供490nm以上的振荡波长等长波长的激光振荡的活性层的III族氮化物半导体激光器。
再度参照图2，说明利用外延晶圆E制造III族氮化物半导体激光器的方法。在工序S125中形成电极，在形成电极之前，在外延晶圆E上形成用于激光带的隆脊结构。隆脊宽度例如为1.5μm，隆脊的深度例如为500nm。然后在隆脊结构上形成具有接触窗的绝缘膜。绝缘膜例如可以由硅氧化物(例如SiO2)等构成。在接触层及绝缘膜上形成第一电极(例如阳极)。研磨外延晶圆E的背面，形成基板产品。在背面研磨后，在基板产品的背面上形成第二电极(例如阴极)。然后进行合金化退火的处理。通过劈开基板产品而形成激光棒。谐振器长度例如为600μm。其后进行端面反射膜的形成。进而在进行了芯片分离后，为了评价电特性而将激光器芯片收纳在封装中。
图6是表示制造的III族氮化物半导体激光器的结构的一例的图。III族氮化物半导体激光器LD包括：第一导电型氮化镓类半导体支撑基体61；第一导电型氮化镓类半导体区域63；光导层67；包括In组成均匀性优异的阱层的活性层71；光导层81、83；第二导电型氮化镓类半导体区域85。第一导电型氮化镓类半导体区域63、光导层67、包括In组成均匀性优异的阱层的活性层71、光导层81、83、第二导电型氮化镓类半导体区域85，搭载在支撑基体61的主面61a上。第一导电型氮化镓类半导体区域63例如包括n型包覆层65a及n型GaN层65b。第二导电型氮化镓类半导体区域85例如包括p型电子块层87a、p型包覆层87b及p型接触层87c。第一电极89a经由绝缘膜91的接触窗而与接触层87c连接。第二电极89b与支撑基体61的背面61b连接。
活性层71的阱层73a由实质相同的In组成的多个InGaN薄膜75a、75b、75c构成。各个薄膜75a、75b、75c的In组成的均匀性得到改善。InGaN阱层的铟组成例如为0.24以上。InGaN阱层的铟组成分布中的最大值及最小值，处于铟组成分布的平均值的-15％～+15％的范围内。阻挡层73b的InGaN积层77由实质相同的In组成的多个InGaN薄膜79a、79b构成。该量子阱结构的活性层示出半高全宽40nm以下的光致发光。InGaN膜的组成均匀性得到提高，因此半高全宽缩小到可以激光振荡的程度。半高全宽缩小，从而在490nm以上的振荡波长等长波长的激光振荡之前，半导体激光器产生的LED模式的光的光谱变窄。从而施加的电流可以有效地引起激光振荡。
(实施例1)
除了活性层的形成以外，利用c面GaN晶圆与上述实施方式同样地制造出III族氮化物半导体激光器。生长炉的温度利用感受器的电阻加热器进行变更。图7是表示形成实施例1的III族氮化物半导体激光器的活性层时的主要工序的图。利用有机金属气相沉积法，在工序S207中按照图7所示的制造方法制造活性层。在摄氏700度下制造出厚度3nm的In0.30Ga0.70N阱层后，在工序S209中生长出In0.06Ga0.94N阻挡层。首先在工序S210中在摄氏700度下生长厚度1nm的In0.06Ga0.94N薄膜。该薄膜生长后，在工序S211中向生长炉供给TMIn及NH3，并且在2分钟内变更生长炉的温度到摄氏850度的温度。在工序S212中在摄氏850度的温度下保持生长炉的温度1分钟。在保持后，在工序S213中向生长炉供给TMG、TMIn及NH3，在摄氏850度下生长厚度14nm的In0.06Ga0.94N薄膜。结果生长出15nm的In0.06Ga094N阻挡层。在该升温及保持中，使用[NH3]/[TMIn]＝10000。生长成In0.06Ga0.94N阻挡层后，在工序S214中向生长炉供给NH3，并且在2分钟内将生长炉的温度变更为摄氏700度的温度。在工序S208中，在摄氏700度的温度下制造出厚度3nm的In0.30Ga0.70N阱层。在工序S215中，反复进行这些工序而交互地生长出3层阱层及4层阻挡层。
在外延晶圆中，利用波长405nm的激发激光测定光致发光(PL)谱。峰值PL波长为570nm，半高全宽为38nm。与实施方式相同地制造出隆脊结构的半导体激光器。该半导体激光器的阈值电流密度Ith为18kA/cm2。半导体激光器的振荡波长为510nm。作为通电条件使用周期5微秒、及占空比0.5％。
(实施例2)
除了活性层的形成以外，利用c面GaN晶圆与上述实施方式同样地制造出III族氮化物半导体激光器。生长炉温度的变更利用感受器的加热用红外线灯进行。在电阻加热器中，从摄氏700度到摄氏850度的温度上升及相反的温度下降需要3～5分钟左右的时间，然而使用红外线灯则可以在10秒～30秒内分别进行温度的上升及下降。图8是表示形成实施例2的III族氮化物半导体激光器的活性层时的主要工序的图。在工序S308中进行活性层的生长。首先在工序S310中在摄氏700度下生长出厚度1nm的In0.30Ga0.70N薄膜。在该薄膜生长后，在工序S311中向生长炉供给TMIn及NH3，并且在约10秒内变更生长炉的温度到摄氏850度的温度。在工序S312中在摄氏850度的温度下保持生长炉的温度约10秒。在保持后，在工序S313中向生长炉供给TMIn及NH3，并且在约15秒内将生长炉的温度变更为摄氏700度的温度。在该升温及保持中，使用[NH3]/[TMIn]＝10000。在工序S314中反复进行2次上述薄膜生长、升温、热处理及降温，生长出2层的In0.30Ga0.70N薄膜。各个In0.30Ga0.70N薄膜的厚度均为1nm。结果生长成3nm的In030Ga0.70N阱层。在工序S309中向生长炉供给TMG、TMIn及NH3，在摄氏850度下生长成In0.06Ga0.94N阻挡层。在工序S315中，反复进行这些工序而交互地生长出3层阱层及4层阻挡层。
在外延晶圆中，利用波长405nm的激发激光测定PL谱。峰值PL波长为570nm，半高全宽为35nm。与实施方式相同地制造出隆脊结构的半导体激光器。该半导体激光器的阈值电流密度Ith为15kA/cm2。半导体激光器的振荡波长为510nm。
(实施例3)
除了活性层的形成以外，利用在a轴方向上从c面以21度的角度倾斜的半极性面GaN晶圆，与上述实施方式同样地制造出III族氮化物半导体激光器。生长炉温度利用感受器的加热用红外线灯进行变更。图9是表示形成实施例3的III族氮化物半导体激光器的活性层时的主要工序的图。在工序S407中形成活性层。首先在工序S410中在摄氏670度下生长出厚度1nm的In0.30Ga0.70N薄膜。在该薄膜生长后，在工序S411中向生长炉供给TMIn及NH3，并且在约10秒内变更生长炉的温度到摄氏850度的温度。在工序S412中在摄氏850度的温度下保持生长炉的温度约10秒。在保持后，在工序S413中向生长炉供给TMIn及NH3，并且在约15秒内将生长炉的温度变更为摄氏670度的温度。在该升温及保持中，使用[NH3]/[TMIn]＝10000。在工序S414中反复进行2次上述薄膜生长、升温、热处理及降温，而生长出2层的In0.30Ga0.70N薄膜。各个In0.30Ga0.70N薄膜的厚度均为1nm。结果生长成3nm的In030Ga0.70N阱层。在工序S409中向生长炉供给TMG、TMIn及NH3，在摄氏820度下生长成In0.06Ga0.94N阻挡层。在工序S415中，反复进行这些工序而交互地生长出3层阱层及4层阻挡层。
在外延晶圆中，利用波长405nm的激发激光测定PL谱。峰值PL波长为570nm，半高全宽为35nm。利用m面劈开，与实施方式相同地制造出隆脊结构的半导体激光器。该半导体激光器的阈值电流密度Ith为15kA/cm2。半导体激光器的振荡波长为510nm。
(实施例4)
除了活性层的形成以外，利用在a轴方向上从c面以21度的角度倾斜的半极性面GaN晶圆，与上述实施方式同样地制造出III族氮化物半导体激光器。生长炉温度利用感受器的加热用红外线灯进行变更。图10是表示形成实施例4的III族氮化物半导体激光器的活性层时的主要工序的图。在工序S507中形成活性层。实施例4在以下方面与实施例1～3不同：InGaN阱层具有1.8nm的厚度，铟组成具有0.32。首先在工序S510中在摄氏660度下生长出厚度1nm的In0.32Ga0.68N薄膜。在该薄膜生长后，在工序S511中向生长炉供给TMIn及NH3，并且在约10秒内变更生长炉的温度到摄氏850度的温度。在工序S512中在摄氏850度的温度下保持生长炉的温度约10秒。在保持后，在工序S513中向生长炉供给TMIn及NH3，并且在约15秒内将生长炉的温度变更为摄氏660度的温度。在该升温及保持中，使用[NH3]/[TMIn]＝10000。在工序S514中进行1次上述薄膜生长、升温、热处理及降温，生长出2层的In0.32Ga0.68N薄膜。结果生长成1.8nm的In0.32Ga0.68N阱层。在工序S509中向生长炉供给TMG、TMIn及NH3，在摄氏820度下生长成In0.06Ga0.94N阻挡层。在工序S515中，反复进行这些工序而交互地生长出3层阱层及4层阻挡层。
在外延晶圆中，利用波长405nm的激发激光测定PL谱。峰值PL波长为570nm，半高全宽为35nm。利用m面劈开，与实施方式相同地制造出隆脊结构的半导体激光器。该半导体激光器的阈值电流密度Ith为10kA/cm2。半导体激光器的振荡波长为510nm。基板的主面从c面较大地倾斜，且阱层的厚度较薄，因此可以使激光的主偏光方向为a轴方向。
(实施例5)
除了活性层的形成以外，利用在a轴方向上从c面以21度的角度倾斜的半极性面GaN晶圆，与上述实施方式同样地制造出III族氮化物半导体激光器。生长炉温度利用感受器的加热用红外线灯进行变更。图11是表示形成实施例5的III族氮化物半导体激光器的活性层时的主要工序的图。在工序S607中生长活性层。实施例5与实施例1～4的不同点为，氮原料使用胺类气体。与氨相比，胺类气体的分解效率在低温下较高。作为胺类气体使用一甲胺。一甲胺气体与氨一起用于阱层的生长，一甲胺/氨的供给比率在摩尔比下为10％。考虑到解离平衡常数，期待在摄氏500度下供给氨的100万倍的活性氮(NH2)。
首先在工序S610中向生长炉供给TMG、TMIn、NH3及一甲胺，在摄氏660度下生长出厚度1nm的In0.32Ga0.68N薄膜。在该薄膜生长后，在工序S611中向生长炉供给TMIn、NH3及一甲胺，并且在约10秒内变更生长炉的温度到摄氏850度的温度。在工序S612中在摄氏850度的温度下保持生长炉的温度约10秒。在保持后，在工序S613中向生长炉供给TMIn、NH3及一甲胺，并且在约15秒内将生长炉的温度变更为摄氏660度的温度。在该升温及保持中，使用[所有氮原料]/[TMIn]＝10000。在工序S614中进行1次上述薄膜生长、升温、热处理及降温，而生长出2层的In0.32Ga0.68N薄膜。结果生长成1.8nm的In0.32Ga0.68N阱层。在工序S609中向生长炉供给TMG、TMIn及NH3，在摄氏820度下生长成In0.06Ga0.94N阻挡层。在工序S615中，反复进行这些工序而交互地生长出3层阱层及4层阻挡层。
在外延晶圆中，利用波长405nm的激发激光测定PL谱。峰值PL波长为530nm，半高全宽为32nm。利用m面劈开，与实施方式相同地制造出隆脊结构的半导体激光器。该半导体激光器的阈值电流密度Ith为7kA/cm2。
另一方面，与实施例1～5不同，制造出用单一成膜制造活性层的阱层的III族氮化物半导体激光器。除了活性层的成膜以外，利用c面GaN晶圆与上述实施方式相同地制造出III族氮化物半导体激光器。
在外延晶圆中，利用波长405nm的激发激光测定PL谱。峰值PL波长为570nm，半高全宽为50nm。该半导体激光器虽然施加到电流密度20kA/cm2，但没有进行激光振荡。
在以上说明的实施例中，作为InGaN薄膜使用了1nm左右的厚度，但本实施方式不限于该特定的值。通过利用比预期阱厚薄的InGaN薄膜的多次生长和改性，可以将高均匀性的In组成提供给高In组成的InGaN。
(实施例6)
研究如上述实施例那样制造的InGaN阱层的铟组成的分布。利用透过性电子显微镜(TEM-EDX)进行组成分析。以20nm间隔而收集了100个测定值。EDX测定是通过利用在事前用X线衍射法求出了平均组成的InGaN单层膜制作的构成数据，以点分析进行。结果，InGaN阱层的铟组成分布，使用其最大值及最小值并通过(最大值-最小值)/(最大值+最小值)进行计算时，处于铟组成分布的平均值的-15％～+15％的范围。此外，InGaN半导体的铟组成通过X线衍射测定法决定。
发明人进行了与上述实施例不同的各种实验。根据这些实验判断出，在包含由多个InGaN薄膜的积层构成的InGaN阱层的活性层中，在其PL谱的半高全宽为40nm以下时，可以进行激光振荡。此外，在可以进行激光振荡的活性层的阱层中，InGaN阱层的铟组成分布中的最大值及最小值处于铟组成分布的平均值的-15％～+15％的范围内。
InGaN层的In组成的波动(空间上的不均匀)，其生长温度越高则越小。另一方面，铟随着生长温度变低而容易取入到InGaN中，容易形成高In组成的InGaN。如上所述，在可以增加铟的取入量的低温下堆积InGaN，并且在包含铟及氮的气氛中进行高温的热处理，降低In组成的波动。该波动降低优选在较薄的InGaN中进行。因此，反复进行InGaN薄膜的生长和热处理下的In组成的均匀性的改良，形成预期厚度的InGaN层。在由多个InGaN薄膜的积层构成的阱层及阻挡层中，In组成的波动降低，从而活性层的PL谱的半高全宽得到改善。例如，活性层的同一阱层中的In组成的波动降低到15％左右。另一方面，通过单一生长制造的InGaN阱层的In组成的波动增加到超过15％的20％左右。
特别是在490nm以上的振荡波长的III族氮化物半导体激光器中，需要大的铟组成(0.24以上的组成)的阱层。在本实施方式中，In组成的波动在构成阱层的每个InGaN薄膜中都得到降低，因此In组成的波动在阱层全体中变小。结果，活性层被设置为具有40nm以下的PL谱的半高全宽。
在氮化镓类半导体激光器的振荡中，要求小的半高全宽的PL谱的阱层。根据发明人的见解，为了获得长波长的振荡波长，需要大的铟组成的阱层。这种阱层的生长需要在低温下进行，结果导致In组成的波动增大。因此，如短波长的氮化镓类半导体激光器那样生长小PL谱半高全宽的活性层并不容易。在具有40nm以下的PL谱的半高全宽的活性层中，在到20kA/cm2为止的施加电流的范围内观测到激光振荡。
在上述实施方式中图示说明了本发明的原理，本发明只要不脱离该原理，在配置及详细中进行变更对于本领域技术人员来说是可以识别的。本发明不限于本实施方式公开的特定的结构。因此对于权利要求的范围及从其主旨范围得到的全部修正及变更请求权利。

Claims (20)

1.一种氮化物半导体激光器的制造方法，其特征在于，
包括在氮化镓类半导体区域上形成具有第一膜厚且用于活性层的第一InGaN膜的工序，
形成上述第一InGaN膜的上述工序包括以下工序：
向生长炉供给第一镓原料、第一铟原料及第一氮原料，为了形成上述第一InGaN膜而在第一温度下进行比上述第一膜厚薄的InGaN的堆积；
向上述生长炉供给第二铟原料及第二氮原料，并且在比上述第一温度高的第二温度下进行上述InGaN的热处理；以及
在上述热处理之后，进行至少一次InGaN堆积，形成上述第一InGaN膜。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述第二铟原料为有机金属。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，上述第二氮原料包括氨及胺类氮原料的至少任一种。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的方法，其特征在于，上述第一InGaN膜是上述活性层的阱层及阻挡层的任一方。
5.根据权利要求1～4的任一项所述的方法，其特征在于，
上述第一InGaN膜是上述活性层的阱层，
在进行上述至少一次InGaN堆积而形成上述第一InGaN膜的上述工序中，反复进行上述InGaN的堆积及上述InGaN的热处理，直到上述第一膜厚的InGaN的堆积完成为止。
6.根据权利要求1～5的任一项所述的方法，其特征在于，
上述第一InGaN膜是上述活性层的阱层，
上述第一InGaN膜的铟组成为0.25以上，
上述第一InGaN膜的铟组成为0.35以下。
7.根据权利要求1～4的任一项所述的方法，其特征在于，
上述第一InGaN膜是上述活性层的阻挡层，
上述第一InGaN膜的铟组成为0.02以上，
上述第一InGaN膜的铟组成为0.08以下。
8.根据权利要求1～7的任一项所述的方法，其特征在于，
还包括形成具有第二膜厚且用于上述活性层的第二InGaN膜的工序，
上述第一及第二InGaN膜中的一个形成在上述第一及第二InGaN膜中的另一个之上，
形成上述第二InGaN膜的上述工序包括以下工序：
向生长炉供给第三镓原料、第三铟原料及第三氮原料，为了形成上述第二InGaN膜而在第三温度下进行比上述第二膜厚薄的InGaN的堆积；
在堆积了上述InGaN后，向上述生长炉供给第四铟原料及第四氮原料，并且在比上述第三温度高的第四温度下进行热处理；以及
直到上述第二膜厚的堆积完成为止进行上述至少一次InGaN堆积及上述热处理，而形成上述第二InGaN膜，
上述第一及第二InGaN膜中的一个形成为用于上述活性层的阱层，
上述第一及第二InGaN膜中的另一个形成为用于上述活性层的阻挡层。
9.根据权利要求1～8的任一项所述的方法，其特征在于，
还包括准备由六方晶系材料构成的晶圆的工序，
上述晶圆的主面从上述六方晶系材料的c面以15度以上30度以下的角度倾斜。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
上述第一InGaN膜形成为用于上述活性层的阱层，
上述第一温度为摄氏630度以上、摄氏780度以下。
11.根据权利要求1～8的任一项所述的方法，其特征在于，
还包括准备由六方晶系材料构成的晶圆的工序，
上述晶圆的主面为上述六方晶系材料的极性面。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，
上述第一InGaN膜形成为用于上述活性层的阱层，
上述第一温度为摄氏680度以上、摄氏830度以下。
13.根据权利要求1～8的任一项所述的方法，其特征在于，
还包括准备由六方晶系材料构成的晶圆的工序，
上述晶圆的主面为上述六方晶系材料的非极性面。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，
上述第一InGaN膜形成为用于上述活性层的阱层，
上述第一温度为摄氏650度以上、摄氏800度以下。
15.根据权利要求1～14的任一项所述的方法，其特征在于，
上述活性层具有量子阱结构，
上述活性层的光致发光的半高全宽为40nm以下。
16.根据权利要求1～15的任一项所述的方法，其特征在于，
上述III族氮化物半导体激光器的振荡波长为490nm以上。
17.一种氮化物半导体激光器用的外延晶圆的制造方法，其特征在于，
包括以下工序：在晶圆上形成第一导电型氮化镓类半导体区域；
在形成上述第一导电型氮化镓类半导体区域后，在晶圆上形成具有第一膜厚且用于活性层的InGaN膜；以及
在形成上述活性层后，形成第二导电型氮化镓类半导体区域，
形成上述InGaN膜的上述工序包括以下工序：
向生长炉供给第一镓原料、第一铟原料及第一氮原料，为了形成上述InGaN膜而在第一温度下进行比上述第一膜厚薄的InGaN的堆积；
向上述生长炉供给第二铟原料及第二氮原料，并且在比上述第一温度高的第二温度下进行上述InGaN的热处理；以及
在上述热处理之后，进行至少一次InGaN堆积，形成上述InGaN膜。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，
上述InGaN膜是上述活性层的阱层，
在进行上述至少一次InGaN堆积而形成上述InGaN膜的上述工序中，反复进行上述InGaN的堆积及上述InGaN的热处理，直到上述第一膜厚的InGaN的堆积完成为止。
19.一种III族氮化物半导体激光器，其特征在于，
包括第一导电型III族氮化物半导体层、第二导电型III族氮化物半导体层、以及具有多个InxGa1-xN阱层和多个阻挡层的活性层，
上述活性层设置在上述第一导电型III族氮化物半导体层和上述第二导电型III族氮化物半导体层之间，
上述InxGa1-xN阱层的铟组成X为0.24以上，
上述InxGa1-xN阱层的铟组成分布中的最大值及最小值，处于上述铟组成分布的平均值的-15％～+15％的范围内。
20.根据权利要求19所述的III族氮化物半导体激光器，其特征在于，
上述阱层含有多个InxGa1-xN薄膜的积层，
各个InxGa1-xN薄膜的铟组成彼此实质相同。
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