JP2002009004A - Method of manufacturing nitride semiconductor, nitride semiconductor device, method of manufacturing the same semiconductor light emitting device and its manufacturing method - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a nitride semiconductor formed through an ELOG method in crystallinity, to enable a resonator to have a large light confining coefficient, to form the resonator whose edge face is reduced in mirror loss, and to easily align a mask for forming a ridge. SOLUTION: A GaN seed layer 12 for ELOG is formed on a sapphire substrate 11 through the intermediary of a low-temperature GaN buffer layer, and stripe-shaped protuberant parts 12a extending in the plane direction of the substrate and separating from one another by a certain space are provided to the upper part of the GaN seed layer 12. In succession, a silicon nitride film 13 is formed on the bases and wall surfaces of recessed parts 12b each interposed between the protuberant parts 12a, and then a GaN selection growth layer 14 is formed above the seed layer 12, coming into contact with the protuberant parts 12a so as to form air gaps between its under surface and the bases of the recessed parts 12b.

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】本発明は光情報処理分野等へ
の応用が期待される短波長半導体レーザ素子等に用いる
窒化物半導体の製造方法、並びに該窒化物半導体を用い
た半導体素子、半導体発光素子及びその製造方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a nitride semiconductor used for a short wavelength semiconductor laser device or the like which is expected to be applied to the field of optical information processing and the like, a semiconductor device using the nitride semiconductor, and a semiconductor light emitting device. The present invention relates to an element and a method for manufacturing the element.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、Ｖ族元素に窒素（Ｎ）を含むIII-
Ｖ族化合物からなる窒化物半導体は、そのエネルギーギ
ャップの大きさから、短波長発光素子の材料として有望
視されている。なかでも、窒化ガリウム系化合物半導体
（Ａｌ_x Ｇａ_y Ｉｎ_z Ｎ（０≦ｘ，ｙ，ｚ≦１、ｘ＋ｙ
＋ｚ＝１））は、その研究及び開発が盛んに行なわれて
おり、その結果、青色又は緑色発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）素子が実用化されるに至っている。また、光ディス
ク装置の大容量化に伴って、発振波長が４００ｎｍ程度
の半導体レーザ素子が熱望されており、窒化ガリウム系
半導体を用いた半導体レーザ素子が実用レベルに達しつ
つある。2. Description of the Related Art In recent years, group III elements containing nitrogen (N)
A nitride semiconductor made of a group V compound is considered to be promising as a material for a short-wavelength light-emitting element because of its large energy gap. Of these, gallium nitride compound semiconductor _{(Al x Ga y In z N} (0 ≦ x, y, z ≦ 1, x + y
+ Z = 1)) is being actively researched and developed, and as a result, a blue or green light emitting diode (LE
D) The element has been put to practical use. Further, with the increase in the capacity of the optical disk device, a semiconductor laser device having an oscillation wavelength of about 400 nm is eagerly desired, and a semiconductor laser device using a gallium nitride-based semiconductor is reaching a practical level.

【０００３】（第１の従来例）以下、第１の従来例に係
る窒化ガリウム系半導体レーザ素子について図面を参照
しながら説明する。(First Conventional Example) Hereinafter, a gallium nitride based semiconductor laser device according to a first conventional example will be described with reference to the drawings.

【０００４】図３７はレーザ発振が達成されている従来
の窒化ガリウム系半導体レーザ素子の断面構成を示して
いる。図３７に示すように、従来の半導体レーザ素子
は、サファイアからなる基板３０１の上に、例えば有機
金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法により順次形成された、
窒化ガリウム（ＧａＮ）からなるバッファ層３０２、ｎ
型ＧａＮからなるｎ型コンタクト層３０３、ｎ型窒化ア
ルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）からなるｎ型クラッ
ド層３０４、ｎ型ＧａＮからなるｎ型光ガイド層３０
５、インジウムの組成が異なる窒化ガリウムインジウム
（Ｇａ_1-x Ｉｎ_x Ｎ／Ｇａ_1-y Ｉｎ_y Ｎ（但し、０＜ｙ
＜ｘ＜１）が積層されてなる多重量子井戸（ＭＱＷ）活
性層３０６、ｐ型ＧａＮからなるｐ型光ガイド層３０
７、ｐ型ＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層３０８、及
びｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタクト層３０９を有して
いる。FIG. 37 shows a sectional structure of a conventional gallium nitride based semiconductor laser device in which laser oscillation is achieved. As shown in FIG. 37, a conventional semiconductor laser device is sequentially formed on a substrate 301 made of sapphire by, for example, a metal organic chemical vapor deposition (MOVPE) method.
Buffer layer 302 made of gallium nitride (GaN), n
-Type contact layer 303 made of n-type GaN, n-type cladding layer 304 made of n-type aluminum gallium nitride (AlGaN), and n-type light guide layer 30 made of n-type GaN
5, different gallium nitride indium composition of the indium _{(Ga 1-x In x N} / Ga 1-y In y N ( where, 0 <y
<X <1), a multiple quantum well (MQW) active layer 306 laminated, and a p-type optical guide layer 30 composed of p-type GaN
7, a p-type cladding layer 308 made of p-type AlGaN, and a p-type contact layer 309 made of p-type GaN.

【０００５】ｐ型クラッド層３０８の上部及びｐ型コン
タクト層３０９には、幅が３μｍ〜１０μｍ程度のリッ
ジ部が形成されている。ＭＱＷ活性層３０６を含む積層
体は、ｎ型コンタクト層３０３の一部を露出するように
エッチングされており、エッチングされた積層体の上面
及び側面は絶縁膜３１０により覆われている。絶縁膜３
１０におけるｐ型コンタクト層３０９の上側部分にはス
トライプ状の開口部が設けられ、絶縁膜３１０のリッジ
部の上には該開口部を通してｐ型コンタクト層３０９と
オーミック接触するｐ側電極３１１が形成されている。
また、ｎ型コンタクト層３０３の絶縁膜３１０からの露
出部分の上にはｎ型コンタクト層３０３とオーミック接
触するｎ側電極３１２が設けられている。A ridge having a width of about 3 μm to 10 μm is formed on the p-type cladding layer 308 and the p-type contact layer 309. The stacked body including the MQW active layer 306 is etched so as to expose a part of the n-type contact layer 303, and the top and side surfaces of the etched stacked body are covered with the insulating film 310. Insulating film 3
A stripe-shaped opening is provided in the upper part of the p-type contact layer 309 in FIG. 10, and a p-side electrode 311 that makes ohmic contact with the p-type contact layer 309 through the opening is formed on the ridge of the insulating film 310. Have been.
An n-side electrode 312 that makes ohmic contact with the n-type contact layer 303 is provided on a portion of the n-type contact layer 303 exposed from the insulating film 310.

【０００６】このように形成された半導体レーザ素子に
おけるｎ側電極３１２を接地し、ｐ側電極３１１に所定
電圧を印加すると、ＭＱＷ活性層３０６内で光学利得を
生じて、発振波長が４００ｎｍ程度のレーザ発振を起こ
す。When the n-side electrode 312 of the semiconductor laser device thus formed is grounded and a predetermined voltage is applied to the p-side electrode 311, an optical gain is generated in the MQW active layer 306, and the oscillation wavelength becomes about 400 nm. Causes laser oscillation.

【０００７】レーザ光の発振波長は、ＭＱＷ活性層３０
６を構成するＧａ_1-x Ｉｎ_x Ｎ及びＧａ_1-y Ｉｎ_y Ｎの
組成又は膜厚によって変化する。現在、室温以上での連
続発振が実現されている。The oscillation wavelength of the laser beam depends on the MQW active layer 30.
6 changes depending on the composition or film thickness of Ga _1-x In _x N and Ga _1-y In _y N. At present, continuous oscillation at room temperature or higher is realized.

【０００８】また、リッジ部の幅又は高さを調節するこ
とによって、水平方向（基板面に平行）の横モードにお
ける基本モードのレーザ発振を可能としている。すなわ
ち、基本横モードと１次以上の高次モードとの光の閉じ
込め係数値に差を設けることにより、基本横モードにお
ける発振を可能としている。By adjusting the width or height of the ridge, laser oscillation in the fundamental mode in the horizontal mode (parallel to the substrate surface) is enabled. That is, by providing a difference in the light confinement coefficient between the fundamental transverse mode and the first or higher order mode, oscillation in the fundamental transverse mode is enabled.

【０００９】基板３０１には、サファイアの他に、炭化
ケイ素（ＳｉＣ）やネオジウムガレート（ＮｄＧａ
Ｏ₃：Neodymium gallate）等が用いられるが、いずれの
材料も窒化ガリウムと格子整合を行なえず、コヒーレン
トな成長を得ることが難しい。その結果、刃状転位、ら
せん転位又は異種の転位が混合した混合転位が多く、例
えば基板にサファイアを用いた場合には、約１ｘ１０⁹
ｃｍ^-2の転位が存在して、半導体レーザ素子の信頼性の
低下を引き起こす。The substrate 301 includes, in addition to sapphire, silicon carbide (SiC) or neodymium gallate (NdGa).
O ₃ : Neodymium gallate) or the like is used, but none of the materials can perform lattice matching with gallium nitride, and it is difficult to obtain coherent growth. As a result, there are many edge dislocations, screw dislocations, or mixed dislocations in which dissimilar dislocations are mixed. For example, when sapphire is used for a substrate, about 1 × 10 ⁹
The presence of cm ⁻² dislocations causes a decrease in the reliability of the semiconductor laser device.

【００１０】そこで、転位密度を低減する方法として、
選択的横方向成長（ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｌａｔｅｒａ
ｌ ｏｖｅｒｇｒｏｗｔｈ：ＥＬＯＧ）法が提案されて
いる。これは格子不整合が大きい半導体結晶において、
貫通転位を低減させる方法として有効である。Therefore, as a method for reducing the dislocation density,
Selective lateral growth (epitaxial latera)
lovergrowth (ELOG) method has been proposed. This is because in a semiconductor crystal with large lattice mismatch,
This is effective as a method for reducing threading dislocations.

【００１１】（第２の従来例）図３８はＥＬＯＧによっ
て形成された窒化ガリウムからなる半導体層の結晶転位
の分布を模式的に表わしている。(Second Conventional Example) FIG. 38 schematically shows the distribution of crystal dislocations in a semiconductor layer made of gallium nitride formed by ELOG.

【００１２】図３８を用いてＥＬＯＧ法の概略を説明す
ると、まず、ＭＯＶＰＥ法等により、サファイアからな
る基板４０１上にＧａＮからなるシード（種）層４０２
を成長する。An outline of the ELOG method will be described with reference to FIG. 38. First, a seed layer 402 made of GaN is formed on a substrate 401 made of sapphire by MOVPE or the like.
Grow.

【００１３】次に、化学的気相堆積（ＣＶＤ）法等によ
り、酸化シリコン等からなる誘電体膜を堆積した後、フ
ォトリソグラフィ法及びエッチング法とによって、堆積
した誘電体膜から、所定周期のストライプ状の開口パタ
ーンを持つマスク膜４０３を形成する。Next, after depositing a dielectric film made of silicon oxide or the like by a chemical vapor deposition (CVD) method or the like, a predetermined period of time is obtained from the deposited dielectric film by a photolithography method and an etching method. A mask film 403 having a stripe-shaped opening pattern is formed.

【００１４】次に、ＭＯＶＰＥ法又はハライド気相成長
（ＨＶＰＥ）法により、マスク膜４０３の上にシード層
４０２のマスク膜３０３から露出した部分を種結晶とす
る選択成長によってＧａＮからなる半導体層４０４を成
長する。Next, a semiconductor layer 404 made of GaN is formed on the mask film 403 by selective growth using a portion of the seed layer 402 exposed from the mask film 303 as a seed crystal by MOVPE or halide vapor phase epitaxy (HVPE). Grow.

【００１５】このとき、半導体層４０４におけるマスク
膜４０３の開口部の上側の領域は、転位密度が約１ｘ１
０⁹ ｃｍ^-2程度の高転位密度領域４０４ａとなるもの
の、マスク膜４０３上でラテラル成長した領域は転位密
度が１ｘ１０⁷ ｃｍ^-2程度の低転位密度領域４０４ｂを
得られる。At this time, the region above the opening of the mask film 403 in the semiconductor layer 404 has a dislocation density of about 1 × 1
Although a high dislocation density region 404a of about ⁰⁹ cm ^-2 is obtained, a low dislocation density region 404b having a dislocation density of about 1 x 10 ⁷ cm ^-2 is obtained in a region laterally grown on the mask film 403.

【００１６】図３９はこの低転位密度領域４０４ｂの上
方に活性領域、すなわち電流注入領域となるリッジ部を
形成した半導体レーザ素子の断面構成を示している。図
３９において、図３７及び図３８に示す構成部材と同一
の構成部材には同一の符号を付している。FIG. 39 shows a sectional structure of a semiconductor laser device in which an active region, that is, a ridge portion serving as a current injection region is formed above the low dislocation density region 404b. 39, the same components as those shown in FIGS. 37 and 38 are denoted by the same reference numerals.

【００１７】このように、ＭＱＷ活性層３０６における
低転位密度領域４０４ｂの上方に電流注入領域を設ける
ことより、レーザ素子の信頼性の向上を図ることができ
る。As described above, by providing the current injection region above the low dislocation density region 404b in the MQW active layer 306, the reliability of the laser device can be improved.

【００１８】[0018]

【発明が解決しようとする課題】本願発明者らは、種々
検討を行なった結果、前記の第１の従来例及び第２の従
来例に係る半導体レーザ素子には、以下に述べるような
様々な問題があることを見い出している。As a result of various studies, the inventors of the present invention have found that the semiconductor laser devices according to the first and second prior arts described above have various characteristics as described below. Have found a problem.

【００１９】第１に、第２の従来例に係るＥＬＯＧ法に
よる窒化物半導体の成長方法に対する問題点を説明す
る。First, problems with the nitride semiconductor growth method by the ELOG method according to the second conventional example will be described.

【００２０】図４０（ａ）〜図４０（ｄ）は半導体層４
０４の成長時にマスク膜４０３上に窒化ガリウムの多結
晶体４０５が析出して、半導体層４０４の結晶性が劣化
する様子を模式的に表わしている。FIGS. 40A to 40D show the semiconductor layer 4.
This schematically shows a state in which a gallium nitride polycrystal 405 is deposited on the mask film 403 during growth of the semiconductor layer 04 and the crystallinity of the semiconductor layer 404 is degraded.

【００２１】具体的には、図４０（ａ）に示すように、
まず、シード層４０２の上面に開口部を持つマスク膜４
０３を形成しておき、次に、図４０（ｂ）に示すよう
に、シード層４０２におけるマスク膜４０３の各開口部
から露出する領域を種結晶として複数の半導体層４０４
をそれぞれ成長させる。このとき、マスク膜４０３は誘
電体からなり、該誘電体上では結晶化されない複数の多
結晶体４０５が析出することがある。Specifically, as shown in FIG.
First, the mask film 4 having an opening on the upper surface of the seed layer 402
Next, as shown in FIG. 40 (b), a plurality of semiconductor layers 404 are formed by using a region of the seed layer 402 exposed from each opening of the mask film 403 as a seed crystal.
Grow respectively. At this time, the mask film 403 is made of a dielectric, and a plurality of polycrystals 405 that are not crystallized on the dielectric may be deposited.

【００２２】次に、図４０（ｃ）及び図４０（ｄ）に示
すように、多結晶体４０５が析出した状態で、複数の半
導体層４０４が一体化しその表面が平坦化されるまで成
長し続けると、多結晶体４０５の上には結晶性が悪い領
域４０４ｃが形成される。Next, as shown in FIGS. 40 (c) and 40 (d), in the state where the polycrystalline body 405 is deposited, the plurality of semiconductor layers 404 are integrated and grown until the surface is flattened. By continuing, a region 404c having poor crystallinity is formed on the polycrystalline body 405.

【００２３】本願発明者らは、この結晶性が悪い領域４
０４の上方に電流注入領域を形成しても良好な特性を持
つレーザ素子を決して得ることはできないという知見を
得ている。The inventors of the present application have proposed that the region 4 having poor crystallinity
It has been found that even if a current injection region is formed above the laser element 04, a laser element having good characteristics can never be obtained.

【００２４】第２に、第１及び第２の従来例に係る半導
体レーザ素子では、活性層の基板面に対して垂直な方向
の光の閉じ込め係数値を大きくすることが困難であると
いう問題点を見い出している。Second, in the semiconductor laser devices according to the first and second conventional examples, it is difficult to increase the light confinement coefficient in the direction perpendicular to the substrate surface of the active layer. Have found.

【００２５】図４１は、第１の従来例に係る半導体レー
ザ素子における、ＭＱＷ活性層３０６における基板面に
対して垂直な方向の屈折率分布と、共振器端面での光強
度分布との関係を示している。ＭＱＷ活性層３０６に閉
じ込められた生成光の一部が基板３０１に漏れ出して、
ｎ型コンタクト層３０３に定在波が生成していることが
分かる。このように、ＭＱＷ活性層３０６から基板３０
１への生成光の漏れが多いと、ＭＱＷ活性層３０６への
光の閉じ込め率が低下し、レーザ光の発振しきい値が大
きくなる。FIG. 41 shows the relationship between the refractive index distribution in the direction perpendicular to the substrate surface of the MQW active layer 306 and the light intensity distribution at the cavity facet in the semiconductor laser device according to the first conventional example. Is shown. Part of the generated light confined in the MQW active layer 306 leaks to the substrate 301,
It can be seen that a standing wave is generated in the n-type contact layer 303. As described above, the MQW active layer 306 is
If the generated light leaks to 1 largely, the light confinement rate to the MQW active layer 306 decreases, and the oscillation threshold of the laser light increases.

【００２６】また、図４２は第１の従来例に係るレーザ
素子の遠視野像を示している。ここで、横軸は出射光に
おける共振器端面の法線方向からの水平方向（基板面方
向）へのずれを表わし、縦軸は出射光の光強度を表わし
ている。第１の従来例のように基板３０１側への生成光
の漏れが多いと、単峰性の遠視野像を得ることも困難と
なる。これは、第２の従来例に係る半導体レーザ素子に
おいても同様である。FIG. 42 shows a far-field image of the laser device according to the first conventional example. Here, the horizontal axis represents the deviation of the emitted light in the horizontal direction (substrate surface direction) from the normal direction of the cavity end face, and the vertical axis represents the light intensity of the emitted light. If there is much leakage of generated light to the substrate 301 side as in the first conventional example, it is also difficult to obtain a unimodal far-field image. This is the same in the semiconductor laser device according to the second conventional example.

【００２７】第３に、第１の従来例に係る半導体レーザ
素子は、ウエハ状態で形成された複数のレーザ素子を、
例えば、へき開により個々のレーザチップとして形成す
る際に、サファイアからなる基板と窒化物半導体層との
結晶面が異なるために、共振器端面に平坦な面が得られ
ないという問題がある。すなわち、図４３に示すよう
に、基板３０１を構成するサファイアは、面方位が（１
−１００）面の、いわゆるＭ面のへき開が容易であるた
め、通常はサファイアのＭ面をへき開面としている。Third, the semiconductor laser device according to the first conventional example includes a plurality of laser devices formed in a wafer state.
For example, when individual laser chips are formed by cleavage, there is a problem that a flat surface cannot be obtained at the end face of the resonator because the crystal plane of the substrate made of sapphire and the nitride semiconductor layer are different. That is, as shown in FIG. 43, the sapphire forming the substrate 301 has a plane orientation of (1).
Since the cleavage of the so-called M plane of the (-100) plane is easy, the M plane of sapphire is usually used as the cleavage plane.

【００２８】ところが、窒化物半導体、例えば、窒化ガ
リウムのＭ面はサファイアのＭ面と面内で３０度だけず
れているため、サファイアのＭ面と窒化ガリウムの（１
１−２０）面、いわゆるＡ面が一致する。このため、基
板３０１をへき開するとバッファ層３０２及びその上の
積層体には、基板３０１とへき開面が３０度だけずれた
へき開面が、段差が数百ｎｍの凹凸面となって現われ
る。However, since the M plane of a nitride semiconductor, for example, gallium nitride, is shifted by 30 degrees within the plane from the M plane of sapphire, the M plane of sapphire and (1)
The 1-20) plane, the so-called A plane, coincides. For this reason, when the substrate 301 is cleaved, a cleaved surface in which the cleaved surface is shifted from the substrate 301 by 30 degrees appears in the buffer layer 302 and the stacked body thereon as an uneven surface with a step of several hundred nm.

【００２９】共振器端面がこのような凹凸面となると、
共振器端面によるレーザ光のミラー損失が増大するた
め、半導体レーザ素子の動作電流が増大し、ひいては信
頼性の低下をもたらす。さらに、共振器端面の凹部及び
凸部は無秩序に発生するため、所定の反射率を有する共
振器端面を再現性良く形成することが困難となり、歩留
まりが低下する。なお、共振器の形成に、へき開法では
なくドライエッチング法を用いても同様の問題が生じ
る。なお、本願明細書においては、面方位の負符号”
−”は該負符号に続く一指数の反転を表わす。When the end face of the resonator has such an uneven surface,
Since the mirror loss of the laser beam due to the end face of the resonator increases, the operating current of the semiconductor laser element increases, and the reliability decreases. Furthermore, since the concave and convex portions of the resonator end face are randomly generated, it becomes difficult to form a resonator end face having a predetermined reflectance with good reproducibility, and the yield is reduced. Note that a similar problem occurs even when a dry etching method is used instead of the cleavage method for forming the resonator. In the specification of the present application, a negative sign of the plane orientation is used.
-"Represents the inversion of one exponent following the minus sign.

【００３０】一方、第２の従来例に係る半導体レーザ素
子の場合は、選択成長用のマスク膜４０３のストライプ
状の開口部は、半導体層４０４のＭ軸に平行となるよう
形成される。これはＡ軸方向へのラテラル成長の速度が
他の方向と比べて極めて速く、短時間で効率良く選択成
長を行なえるからである。このため、低転位密度領域４
０４ｂはＭ軸に平行となるので、低転位密度領域の上に
形成するレーザ素子の共振器端面は必然的にＭ面とな
る。その結果、基板４０１のＡ面でへき開する必要があ
る。前述したように、サファイアはＭ面におけるへき開
は容易であるが、Ａ面はそれ程容易ではないため、半導
体レーザ素子の歩留まりが大幅に低下するという問題が
ある。On the other hand, in the case of the semiconductor laser device according to the second conventional example, the stripe-shaped opening of the mask film 403 for selective growth is formed so as to be parallel to the M axis of the semiconductor layer 404. This is because the rate of lateral growth in the A-axis direction is much faster than in other directions, and selective growth can be performed efficiently in a short time. Therefore, the low dislocation density region 4
Since 04b is parallel to the M axis, the cavity facet of the laser element formed on the low dislocation density region necessarily becomes the M plane. As a result, it is necessary to cleave the surface A of the substrate 401. As described above, sapphire is easily cleaved on the M-plane, but not so easy on the A-plane. Therefore, there is a problem that the yield of the semiconductor laser device is greatly reduced.

【００３１】第４に、ＥＬＯＧ法は、シード層４０２の
Ｃ軸と、その上に選択成長する半導体層４０４のＣ軸と
のなす角度（チルト）が０．１度〜１度程度に存在する
ことが知られている。Fourth, in the ELOG method, the angle (tilt) between the C axis of the seed layer 402 and the C axis of the semiconductor layer 404 selectively grown thereon is about 0.1 to 1 degree. It is known.

【００３２】一方、ＥＬＯＧ法によって得られた低転位
密度領域４０４ｂを再度種結晶とし、高転位密度領域４
０４ａを別の選択成長用マスク膜により被覆して再度Ｅ
ＬＯＧ成長を行なうと、低転位密度領域４０４ｂのみか
らなる窒化物半導体結晶を得ることができる。これによ
り、低転位密度領域４０４ｂのみからなる結晶上に端面
がＡ面の共振器を形成することが可能となり、へき開に
よる歩留まりを大幅に向上できる。On the other hand, the low dislocation density region 404b obtained by the ELOG method is again used as a seed crystal,
04a with another mask film for selective growth, and
By performing LOG growth, a nitride semiconductor crystal including only the low dislocation density region 404b can be obtained. This makes it possible to form a resonator having an A-plane end face on a crystal consisting only of the low dislocation density region 404b, and it is possible to greatly improve the yield due to cleavage.

【００３３】しかしながら、Ａ軸方向に共振器を形成す
ると、シード層４０２とその上の選択成長層との間に、
前述したＣ軸のチルトが存在するため、導波路がＣ軸方
向にジグザグ形状となる。このジグザグ形状の導波路に
より、導波損失が生じてレーザ素子の動作電流が増加す
るという問題がある。また、複数の共振器が基板面に対
してそれぞれ垂直な方向に設けられる垂直共振器型の面
発光レーザ素子アレイを形成するような場合には、アレ
イ状の共振器からの各レーザ光の出射方向が一致しなく
なるという問題がある。However, when a resonator is formed in the A-axis direction, the distance between the seed layer 402 and the selectively grown layer thereon is
Since the tilt of the C axis described above exists, the waveguide has a zigzag shape in the C axis direction. The zigzag waveguide has a problem that a waveguide loss occurs and an operating current of the laser element increases. In the case of forming a vertical cavity surface emitting laser element array in which a plurality of resonators are provided in directions perpendicular to the substrate surface, each laser beam is emitted from the array resonator. There is a problem that the directions do not match.

【００３４】第５に、前記第２の従来例に係る半導体レ
ーザ素子は、低転位密度領域４０４ｂ同士の幅が約５μ
ｍ程度と極めて小さく、この低転位密度領域４０４ｂか
ら外れないように、約３μｍの幅を持つリッジ部のフォ
トマスクの位置合わせを行なう必要がある。その結果、
フォトリソグラフィ工程における位置合わせに高い精度
が要求されるため、フォトリソグラフィ工程のスループ
ットの低下や歩留まりの低下等が生じて、生産効率を向
上できないという問題がある。Fifth, in the semiconductor laser device according to the second conventional example, the width between the low dislocation density regions 404b is about 5 μm.
m, which is extremely small, and it is necessary to align the photomask of the ridge portion having a width of about 3 μm so as not to deviate from the low dislocation density region 404b. as a result,
Since high precision is required for alignment in the photolithography process, there is a problem that the throughput and the yield of the photolithography process are reduced, and the production efficiency cannot be improved.

【００３５】本発明は、前記の種々の問題に鑑みてなさ
れ、ＥＬＯＧ法による結晶性の向上を図ること第１の目
的とし、共振器への光の閉じ込め係数値を大きくできる
ようにすることを第２の目的とし、ミラー損失が少ない
共振器端面を形成できるようにすることを第３の目的と
し、導波損失が少ない共振器を形成できるようにするこ
とを第４の目的とし、リッジ部形成用のマスクの位置合
わせを容易に行なえるようすることを第５の目的とす
る。これにより、本発明は、特に光ディスク装置用レー
ザ素子への応用に優れた効果を奏する。The present invention has been made in view of the various problems described above, and a first object of the present invention is to improve crystallinity by the ELOG method, and to increase the confinement coefficient of light in a resonator. A second object is to form a resonator end face having a small mirror loss, a fourth object is to be able to form a resonator having a small waveguide loss, and a ridge portion is provided. A fifth object is to facilitate alignment of a mask for formation. Accordingly, the present invention has an excellent effect particularly when applied to a laser element for an optical disk device.

【００３６】[0036]

【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の窒化
物半導体の製造方法は、前記第１の目的を達成し、基板
上に、Ａｌ_u Ｇａ_v Ｉｎ_w Ｎ（但し、ｕ，ｖ，ｗは、０
≦ｕ，ｖ，ｗ≦１、ｕ＋ｖ＋ｗ＝１である。）からなる
第１の窒化物半導体層を形成する工程と、第１の窒化物
半導体層の上部に、基板面方向に互いに間隔をおいて延
びる複数の凸部を形成する工程と、互いに隣接する凸部
同士に挟まれてなる凹部の底面を覆うマスク膜を形成す
る工程と、第１の窒化物半導体層の上に、マスク膜から
露出する各凸部の頂面であるＣ面を種結晶として、Ａｌ
_x Ｇａ_y Ｉｎ_z Ｎ（但し、ｘ，ｙ，ｚは、０≦ｘ，ｙ，
ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。）からなる第２の窒化
物半導体層を成長する工程とを備えている。The first method of manufacturing a nitride semiconductor according to the present invention In order to achieve the above object, according to achieve the first object, on the _{substrate, Al u Ga v In w N} ( where, u, v , W is 0
≦ u, v, w ≦ 1, u + v + w = 1. A) forming a first nitride semiconductor layer comprising: forming a plurality of protrusions extending above the first nitride semiconductor layer at intervals from each other in a substrate surface direction; Forming a mask film that covers the bottom surface of the concave portion sandwiched between the convex portions, and forming a seed crystal on the first nitride semiconductor layer by exposing the C-plane as the top surface of each convex portion exposed from the mask film. As Al
_x Ga _y In _z N (where, x, y, z are, 0 ≦ x, y,
z ≦ 1, x + y + z = 1. A) growing a second nitride semiconductor layer comprising:

【００３７】第１の窒化物半導体の製造方法によると、
第１の窒化物半導体層の上面に複数の凸部を形成し、形
成した凸部同士に挟まれた底面をマスク膜により覆うた
め、第２の窒化物半導体層は第１の窒化物半導体層の凸
部の頂面に現われたＣ面のみを種結晶として成長する。
その結果、マスク膜の上に第２の窒化物半導体層の多結
晶体が析出したとしても、マスク膜を凸部同士の間の底
面上に設けているため、第２の窒化物半導体層が基板面
と平行な方向に成長（ラテラル成長）する際に、多結晶
体の上方を成長するので、多結晶体によりその成長が妨
げられなくなり、第２の窒化物半導体層の結晶性が良好
となる。According to the first method for manufacturing a nitride semiconductor,
A plurality of protrusions are formed on the upper surface of the first nitride semiconductor layer, and the bottom surface sandwiched between the formed protrusions is covered with a mask film. Therefore, the second nitride semiconductor layer is formed of the first nitride semiconductor layer. Only the C-plane appearing on the top surface of the convex portion grows as a seed crystal.
As a result, even if the polycrystalline body of the second nitride semiconductor layer is deposited on the mask film, the second nitride semiconductor layer is not formed because the mask film is provided on the bottom surface between the projections. When growing in the direction parallel to the substrate surface (lateral growth), it grows above the polycrystal, so that the growth is not hindered by the polycrystal and the crystallinity of the second nitride semiconductor layer is good. Become.

【００３８】本発明に係る第２の窒化物半導体の製造方
法は、前記第１の目的を達成し、基板上に、Ａｌ_u Ｇａ
_v Ｉｎ_w Ｎ（但し、ｕ，ｖ，ｗは、０≦ｕ，ｖ，ｗ≦
１、ｕ＋ｖ＋ｗ＝１である。）からなる第１の窒化物半
導体層を形成する工程と、第１の窒化物半導体層の上部
に、基板面方向に互いに間隔をおいて延びる複数の凸部
を形成する工程と、互いに隣接する凸部同士に挟まれて
なる凹部の底面とその壁面の少なくとも一部とを覆うマ
スク膜を形成する工程と、第１の窒化物半導体層の上
に、各凸部におけるマスク膜から露出する領域を種結晶
として、Ａｌ_x Ｇａ _y Ｉｎ_z Ｎ（但し、ｘ，ｙ，ｚは、
０≦ｘ，ｙ，ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。）からな
る第２の窒化物半導体層を成長する工程とを備えてい
る。Method for manufacturing the second nitride semiconductor according to the present invention
The method achieves the first object and forms Al on a substrate._u Ga
_v In_w N (where u, v, w are 0 ≦ u, v, w ≦
1, u + v + w = 1. ) Comprising a first nitride half
A step of forming a conductor layer and an upper part of the first nitride semiconductor layer
A plurality of protrusions extending at intervals from each other in the substrate surface direction
And the step of forming the
Cover the bottom surface of the concave portion and at least a part of the wall surface.
Forming a mask film, and forming a mask film on the first nitride semiconductor layer.
Next, the region exposed from the mask film in each convex portion is set as a seed crystal.
As Al_x Ga _y In_z N (where x, y, and z are
0 ≦ x, y, z ≦ 1, x + y + z = 1. )
Growing a second nitride semiconductor layer.
You.

【００３９】第２の窒化物半導体の製造方法によると、
第２の窒化物半導体層が基板面と平行な方向に成長する
際に、マスク膜の上に第２の窒化物半導体層の多結晶体
が析出したとしても、マスク膜を凸部同士の間の底面及
び壁面の少なくとも一部に設けているため、第２の窒化
物半導体層は多結晶体の上方を成長するので、多結晶体
によりその成長が妨げられなくなり、第２の窒化物半導
体層の結晶性が良好となる。According to the second method for manufacturing a nitride semiconductor,
When the second nitride semiconductor layer grows in a direction parallel to the substrate surface, even if a polycrystalline substance of the second nitride semiconductor layer is deposited on the mask film, the mask film is formed between the convex portions. Since the second nitride semiconductor layer is provided on at least a part of the bottom surface and the wall surface of the second nitride semiconductor layer, the second nitride semiconductor layer grows above the polycrystalline body. Has good crystallinity.

【００４０】本発明に係る第１の窒化物半導体素子の製
造方法は、前記第１の目的を達成し、基板上に第１の窒
化物半導体層を形成する工程と、第１の窒化物半導体層
の上部に、基板面方向に互いに間隔をおいて延びる複数
の溝部を形成する工程と、溝部の底面を覆うマスク膜を
形成する工程と、第１の窒化物半導体層の上面における
各溝部同士の間にマスク膜から露出するＣ面を種結晶と
して、基板側から、第２の窒化物半導体層と、該第２の
窒化物半導体層よりもエネルギーギャップが小さい第３
の窒化物半導体層からなる活性層と、該活性層よりもエ
ネルギーギャップが大きい第４の窒化物半導体層とを含
むように積層体を成長する工程と、積層体の上に、活性
層にキャリアを選択的に注入する電流狭窄部を形成する
工程とを備えている。A first method of manufacturing a nitride semiconductor device according to the present invention achieves the first object, a step of forming a first nitride semiconductor layer on a substrate, and a step of forming a first nitride semiconductor. Forming a plurality of grooves extending at intervals from each other in the substrate surface direction on the layer, forming a mask film covering a bottom surface of the grooves, forming a plurality of grooves on the upper surface of the first nitride semiconductor layer; A second nitride semiconductor layer and a third nitride semiconductor layer having an energy gap smaller than that of the second nitride semiconductor layer from the substrate side, with the C-plane exposed from the mask film as a seed crystal during the process.
Growing a stacked body so as to include an active layer made of a nitride semiconductor layer of (a) and a fourth nitride semiconductor layer having an energy gap larger than that of the active layer; Forming a current constriction portion for selectively injecting a current.

【００４１】第１の窒化物半導体素子の製造方法による
と、活性層を含む積層体は本発明の第１の窒化物半導体
の製造方法により形成されるため、活性層及びそれを上
下方向から挟む窒化物半導体層のそれぞれの結晶性が優
れる。このため、半導体素子としての信頼性を著しく向
上することができる。According to the first method for manufacturing a nitride semiconductor device, since the stacked body including the active layer is formed by the first method for manufacturing a nitride semiconductor of the present invention, the active layer and the active layer are sandwiched from above and below. The crystallinity of each of the nitride semiconductor layers is excellent. For this reason, the reliability as a semiconductor element can be significantly improved.

【００４２】本発明に係る第２の窒化物半導体素子の製
造方法は、前記第１の目的を達成し、基板上に第１の窒
化物半導体層を形成する工程と、第１の窒化物半導体層
の上部に、基板面方向に互いに間隔をおいて延びる複数
の溝部を形成する工程と、溝部の底面とその壁面の少な
くとも一部とを覆うマスク膜を形成する工程と、第１の
窒化物半導体層の上における各溝部同士の間にマスク膜
から露出する領域を種結晶として、基板側から、第２の
窒化物半導体層と、該第２の窒化物半導体層よりもエネ
ルギーギャップが小さい第３の窒化物半導体層からなる
活性層と、該活性層よりもエネルギーギャップが大きい
第４の窒化物半導体層とを含むように積層体を成長する
工程と、積層体の上に、活性層にキャリアを選択的に注
入する電流狭窄部を形成する工程とを備えている。A second method for manufacturing a nitride semiconductor device according to the present invention achieves the first object, a step of forming a first nitride semiconductor layer on a substrate, and a method of forming a first nitride semiconductor. Forming a plurality of grooves extending above the layer at a distance from each other in the direction of the substrate surface, forming a mask film covering a bottom surface of the grooves and at least a part of the wall surface thereof, A region exposed from the mask film between the trenches on the semiconductor layer is used as a seed crystal to form, from the substrate side, a second nitride semiconductor layer and a second nitride semiconductor layer having an energy gap smaller than that of the second nitride semiconductor layer. Growing a stacked body so as to include an active layer made of a nitride semiconductor layer of No. 3 and a fourth nitride semiconductor layer having an energy gap larger than that of the active layer; Current constriction to selectively inject carriers And a step of forming.

【００４３】第２の窒化物半導体素子の製造方法による
と、活性層を含む積層体は本発明の第２の窒化物半導体
の製造方法により形成されるため、活性層及びそれを上
下方向から挟む窒化物半導体層のそれぞれの結晶性が優
れる。このため、半導体素子としての信頼性を著しく向
上することができる。According to the second method for manufacturing a nitride semiconductor device, since the laminated body including the active layer is formed by the second method for manufacturing a nitride semiconductor of the present invention, the active layer and the active layer are sandwiched from above and below. The crystallinity of each of the nitride semiconductor layers is excellent. For this reason, the reliability as a semiconductor element can be significantly improved.

【００４４】本発明に係る第３の窒化物半導体の製造方
法は、前記第１の目的を達成し、基板の上部に、基板面
方向に互いに並行して延びる複数の凸部を形成する工程
と、基板の上の各凸部の頂面に、Ａｌ_x Ｇａ_y Ｉｎ_z Ｎ
（但し、ｘ，ｙ，ｚは、０≦ｘ，ｙ，ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋
ｚ＝１である。）からなる窒化物半導体層を選択的に成
長する工程とを備えている。A third method for manufacturing a nitride semiconductor according to the present invention achieves the first object and includes a step of forming a plurality of projections extending parallel to each other in a substrate surface direction on an upper portion of a substrate. , the top surface of each convex section on the substrate, Al _x Ga _y in _z N
(However, x, y, z are 0 ≦ x, y, z ≦ 1, x + y +
z = 1. A) selectively growing a nitride semiconductor layer comprising

【００４５】第３の窒化物半導体の製造方法によると、
本発明の第１の窒化物半導体の製造方法と同様の効果を
得られる上に、基板自体にストライプ状の凸部を設ける
ため、種結晶用の半導体層が不要となる。また、基板に
窒化物半導体を用いない場合には選択成長用のマスク膜
をも設ける必要がなくなり、半導体の製造プロセスを大
幅に簡略化できる。According to the third method for manufacturing a nitride semiconductor,
The same effects as those of the first method for manufacturing a nitride semiconductor according to the present invention can be obtained, and since a stripe-shaped projection is provided on the substrate itself, a semiconductor layer for a seed crystal is not required. In addition, when a nitride semiconductor is not used for a substrate, it is not necessary to provide a mask film for selective growth, and the semiconductor manufacturing process can be greatly simplified.

【００４６】本発明に係る第３の窒化物半導体素子の製
造方法は、前記第１の目的を達成し、基板の上部に、基
板面方向に互いに間隔をおいて延びる複数の溝部を形成
する工程と、基板の上面における各溝部同士の間の領域
上に、基板側から選択的に、第１の窒化物半導体層と、
該第１の窒化物半導体層よりもエネルギーギャップが小
さい第２の窒化物半導体層からなる活性層と、該活性層
よりもエネルギーギャップが大きい第３の窒化物半導体
層とを含むように積層体を成長する工程と、積層体の上
に、活性層にキャリアを選択的に注入する電流狭窄部を
形成する工程とを備えている。A third method of manufacturing a nitride semiconductor device according to the present invention achieves the first object and forms a plurality of grooves extending at intervals in a substrate surface direction on an upper surface of a substrate. A first nitride semiconductor layer on a region between the grooves on the upper surface of the substrate, selectively from the substrate side;
A stacked body including an active layer made of a second nitride semiconductor layer having an energy gap smaller than the first nitride semiconductor layer and a third nitride semiconductor layer having an energy gap larger than the active layer And a step of forming a current confinement portion for selectively injecting carriers into the active layer on the laminate.

【００４７】第３の窒化物半導体素子の製造方法による
と、活性層を含む積層体は本発明の第３の窒化物半導体
の製造方法により形成されるため、活性層及びそれを上
下方向から挟む窒化物半導体層のそれぞれの結晶性が優
れると共に、製造プロセスを大幅に簡略化できるので、
生産性を向上することができる。According to the third method for manufacturing a nitride semiconductor device, since the stacked body including the active layer is formed by the third method for manufacturing a nitride semiconductor of the present invention, the active layer and the active layer are sandwiched from above and below. Since the crystallinity of each nitride semiconductor layer is excellent and the manufacturing process can be greatly simplified,
Productivity can be improved.

【００４８】本発明に係る第１の窒化物半導体素子は、
前記第２の目的を達成し、基板上に順次形成され、第１
の窒化物半導体層、該第１の窒化物半導体層よりも光の
屈折率が大きい第２の窒化物半導体層からなる活性層及
び該活性層よりも光の屈折率が小さい第３の窒化物半導
体層とを含む積層体と、積層体の上に形成され、活性層
にキャリアを選択的に注入する電流狭窄部とを備え、活
性層における電流狭窄部の下方で且つ活性層と基板との
間の領域に空隙部が形成されている。The first nitride semiconductor device according to the present invention comprises:
The second object is achieved by sequentially forming on the substrate,
An active layer comprising a second nitride semiconductor layer having a higher light refractive index than the first nitride semiconductor layer, and a third nitride having a lower light refractive index than the active layer A laminate including a semiconductor layer; and a current constriction formed on the laminate and selectively injecting carriers into the active layer. A void is formed in a region between them.

【００４９】第１の窒化物半導体素子によると、活性層
における電流狭窄部の下方であって活性層と基板との間
の領域に、光の屈折率が半導体よりも小さい空隙部を設
けているため、活性層で生成された生成光が基板側に漏
れにくくなるので、活性層への生成光の閉じ込め係数値
を大きくできる。According to the first nitride semiconductor device, a gap portion having a smaller refractive index of light than the semiconductor is provided in a region between the active layer and the substrate below the current confining portion in the active layer. Therefore, the generated light generated in the active layer hardly leaks to the substrate side, so that the value of the confinement coefficient of the generated light in the active layer can be increased.

【００５０】本発明に係る第２の窒化物半導体素子は、
前記第２の目的を達成し、基板上に形成され、上部に互
いに間隔をおいて基板面方向に延びる複数の凸部を有す
る第１の窒化物半導体層と、第１の窒化物半導体層の上
に、下面が各凸部の頂面と接するように形成された第２
の窒化物半導体層と、第２の窒化物半導体層の上に形成
され、第３の窒化物半導体層、該第３の窒化物半導体層
よりも光の屈折率が大きい第４の窒化物半導体層からな
る活性層及び該活性層よりも光の屈折率が小さい第５の
窒化物半導体層とを含む積層体とを備え、第２の窒化物
半導体層は、第３の窒化物半導体層の光の屈折率よりも
小さい又は同等の屈折率を持つ。The second nitride semiconductor device according to the present invention comprises:
A first nitride semiconductor layer formed on a substrate, the first nitride semiconductor layer having a plurality of protrusions extending in a substrate surface direction at intervals from each other on the substrate to achieve the second object; A second upper surface is formed so that the lower surface is in contact with the top surface of each projection.
A third nitride semiconductor layer formed on the third nitride semiconductor layer and the second nitride semiconductor layer, and a fourth nitride semiconductor having a higher refractive index of light than the third nitride semiconductor layer And a fifth nitride semiconductor layer having a lower refractive index of light than the active layer. The second nitride semiconductor layer is formed of a third nitride semiconductor layer. It has a refractive index smaller than or equal to the refractive index of light.

【００５１】第２の窒化物半導体素子によると、第２の
窒化物半導体層は、上部にストライプ状の凸部を有する
第１の窒化物半導体層の凸部の頂面を種結晶として成長
しているため、第２の窒化物半導体層の下側で且つ第１
の窒化物半導体層の凸部同士の間の領域には空隙部が形
成されることになる。さらに、第２の窒化物半導体層
は、第３の窒化物半導体層の光の屈折率よりも小さいか
又は同等の屈折率を持つため、積層体における空隙部の
上方に電流狭窄部を設けると、活性層における光の閉じ
込め係数値が確実に大きくなる。According to the second nitride semiconductor device, the second nitride semiconductor layer grows with the top surface of the projection of the first nitride semiconductor layer having the stripe-shaped projection on top as a seed crystal. Therefore, the lower part of the second nitride semiconductor layer and the first
A void is formed in a region between the convex portions of the nitride semiconductor layer. Further, since the second nitride semiconductor layer has a refractive index smaller than or equal to the refractive index of light of the third nitride semiconductor layer, it is preferable to provide a current confinement portion above a void in the stacked body. In addition, the value of the light confinement coefficient in the active layer surely increases.

【００５２】本発明に係る第４の窒化物半導体素子の製
造方法は、前記第２の目的を達成し、基板上に第１の窒
化物半導体層を形成する工程と、第１の窒化物半導体層
の上部に、基板面方向に互いに間隔をおいて延びる複数
の溝部を形成する工程と、溝部の底面を覆うマスク膜を
形成する工程と、第１の窒化物半導体層の上面における
各溝部同士の間にマスク膜から露出するＣ面を種結晶と
して、基板側から、第２の窒化物半導体層と、第３の窒
化物半導体層と、該第３の窒化物半導体層よりも光の屈
折率が大きい第４の窒化物半導体層からなる活性層と、
該活性層よりも光の屈折率が小さい第５の窒化物半導体
層とを含むように積層体を成長する工程と、積層体の上
に、活性層にキャリアを選択的に注入する電流狭窄部を
形成する工程とを備え、積層体を成長する工程は、第２
の窒化物半導体層を、その光の屈折率が第３の窒化物半
導体層の光の屈折率よりも小さいか又は同等となるよう
に成長する工程を含む。A fourth method for manufacturing a nitride semiconductor device according to the present invention achieves the second object, a step of forming a first nitride semiconductor layer on a substrate, and a step of forming a first nitride semiconductor. Forming a plurality of grooves extending at intervals from each other in the substrate surface direction on the layer, forming a mask film covering a bottom surface of the grooves, forming a plurality of grooves on the upper surface of the first nitride semiconductor layer; A second nitride semiconductor layer, a third nitride semiconductor layer, and a refraction of light higher than that of the third nitride semiconductor layer from the substrate side, with the C-plane exposed from the mask film as a seed crystal. An active layer composed of a fourth nitride semiconductor layer having a high rate,
Growing the laminate so as to include a fifth nitride semiconductor layer having a lower refractive index of light than the active layer; and forming a current constriction on the laminate to selectively inject carriers into the active layer. Forming a stacked body, wherein the step of growing the stacked body includes the second step.
Growing the nitride semiconductor layer so that the refractive index of the light is smaller than or equal to the refractive index of the light of the third nitride semiconductor layer.

【００５３】第４の窒化物半導体素子の製造方法による
と、本発明の第２の窒化物半導体素子を確実に形成でき
る。According to the fourth method for manufacturing a nitride semiconductor device, the second nitride semiconductor device of the present invention can be reliably formed.

【００５４】本発明に係る第５の窒化物半導体素子の製
造方法は、前記第２の目的を達成し、基板上に第１の窒
化物半導体層を形成する工程と、第１の窒化物半導体層
の上部に、基板面方向に互いに間隔をおいて延びる複数
の溝部を形成する工程と、溝部の底面とその壁面の少な
くとも一部とを覆うマスク膜を形成する工程と、第１の
窒化物半導体層の上における各溝部同士の間にマスク膜
から露出する領域を種結晶として、基板側から、第２の
窒化物半導体層と、第３の窒化物半導体層と、該第３の
窒化物半導体層よりも光の屈折率が大きい第４の窒化物
半導体層からなる活性層と、該活性層よりも光の屈折率
が小さい第５の窒化物半導体層とを含むように積層体を
成長する工程と、積層体の上に、活性層にキャリアを選
択的に注入する電流狭窄部を形成する工程とを備え、積
層体を成長する工程は、第２の窒化物半導体層を、その
光の屈折率が第３の窒化物半導体層の光の屈折率よりも
小さいか又は同等となるように成長する工程を含む。A fifth method of manufacturing a nitride semiconductor device according to the present invention achieves the second object, a step of forming a first nitride semiconductor layer on a substrate, and a step of forming a first nitride semiconductor. Forming a plurality of grooves extending above the layer at a distance from each other in the direction of the substrate surface, forming a mask film covering a bottom surface of the grooves and at least a part of the wall surface thereof, A second nitride semiconductor layer, a third nitride semiconductor layer, a third nitride semiconductor layer, a third nitride semiconductor layer, and a third nitride layer. A stacked body is grown so as to include an active layer made of a fourth nitride semiconductor layer having a higher refractive index of light than the semiconductor layer and a fifth nitride semiconductor layer having a lower refractive index of light than the active layer. And a step of selectively injecting carriers into the active layer on the laminate. Forming a confined portion, wherein the step of growing the stacked body includes the step of forming the second nitride semiconductor layer such that a refractive index of light of the second nitride semiconductor layer is smaller than a refractive index of light of the third nitride semiconductor layer or Including the step of growing to be equivalent.

【００５５】第５の窒化物半導体素子の製造方法による
と、本発明の第２の窒化物半導体素子を確実に形成でき
る。According to the fifth method for manufacturing a nitride semiconductor device, the second nitride semiconductor device of the present invention can be reliably formed.

【００５６】本発明に係る第４の窒化物半導体の製造方
法は、前記第３の目的を達成し、基板上に、Ａｌ_u Ｇａ
_v Ｉｎ_w Ｎ（但し、ｕ，ｖ，ｗは、０≦ｕ，ｖ，ｗ≦
１、ｕ＋ｖ＋ｗ＝１である。）からなる第１の窒化物半
導体層を形成する工程と、第１の窒化物半導体層の上部
に、基板面方向に互いに間隔をおいて延びる複数の凸部
を形成する工程と、互いに隣接する凸部同士に挟まれて
なる凹部の底面を覆うマスク膜を形成する工程と、第１
の窒化物半導体層の上に、マスク膜から露出する各凸部
の頂面であるＣ面を種結晶として、Ａｌ_x Ｇａ_y Ｉｎ_z
Ｎ（但し、ｘ，ｙ，ｚは、０≦ｘ，ｙ，ｚ≦１、ｘ＋ｙ
＋ｚ＝１である。）からなる複数の第２の窒化物半導体
層を成長する工程とを備え、複数の第２の窒化物半導体
層を形成する工程は、各第２の窒化物半導体層を、各第
２の窒化物半導体層が複数の凸部のうちの所定数の凸部
を跨ぐごとに該凸部が延びる方向と平行な側端面が露出
するように形成する工程を含む。A fourth method for manufacturing a nitride semiconductor according to the present invention achieves the third object, and forms Al _u Ga on a substrate.
_v In _w N (where u, v, w are 0 ≦ u, v, w ≦
1, u + v + w = 1. A) forming a first nitride semiconductor layer comprising: forming a plurality of protrusions extending above the first nitride semiconductor layer at intervals from each other in a substrate surface direction; Forming a mask film covering a bottom surface of the concave portion sandwiched between the convex portions;
On top of the nitride semiconductor layer, the C surface is a top surface of each convex portion exposed from the mask film as a seed crystal, Al _x Ga _y In _z
N (where x, y, and z are 0 ≦ x, y, z ≦ 1, x + y
+ Z = 1. A) growing a plurality of second nitride semiconductor layers, the step of forming a plurality of second nitride semiconductor layers comprises the steps of: The method includes the step of forming a side end surface parallel to a direction in which the convex portions extend each time the object semiconductor layer straddles a predetermined number of the convex portions among the plurality of convex portions.

【００５７】第４の窒化物半導体の製造方法によると、
第２の窒化物半導体層のそれぞれを、第１の窒化物半導
体層の上部に設けられた複数の凸部のうちの所定数の凸
部を跨ぐごとに該凸部が延びる方向と平行な側端面が露
出するように形成するため、該側端面を共振器端面とす
れば、該共振器端面がへき開面やエッチング面に影響さ
れなくなるので、共振器端面のミラー損失を低減でき
る。According to the fourth method for manufacturing a nitride semiconductor,
Each of the second nitride semiconductor layers is placed on a side parallel to the direction in which the projections extend each time a predetermined number of the plurality of projections provided on the first nitride semiconductor layer are straddled. Since the end face is formed so as to be exposed, if the side end face is used as the resonator end face, the resonator end face is not affected by the cleavage face or the etching face, so that the mirror loss at the resonator end face can be reduced.

【００５８】本発明に係る第５の窒化物半導体の製造方
法は、前記第３の目的を達成し、基板上に、Ａｌ_u Ｇａ
_v Ｉｎ_w Ｎ（但し、ｕ，ｖ，ｗは、０≦ｕ，ｖ，ｗ≦
１、ｕ＋ｖ＋ｗ＝１である。）からなる第１の窒化物半
導体層を形成する工程と、第１の窒化物半導体層の上部
に、基板面方向に互いに間隔をおいて延びる複数の凸部
を形成する工程と、互いに隣接する凸部同士に挟まれて
なる凹部の底面とその壁面の少なくとも一部とを覆うマ
スク膜を形成する工程と、第１の窒化物半導体層の上
に、各凸部におけるマスク膜から露出する領域を種結晶
として、Ａｌ_x Ｇａ _y Ｉｎ_z Ｎ（但し、ｘ，ｙ，ｚは、
０≦ｘ，ｙ，ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。）からな
る複数の第２の窒化物半導体層を成長する工程とを備
え、複数の第２の窒化物半導体層を形成する工程は、各
第２の窒化物半導体層を、各第２の窒化物半導体層が複
数の凸部のうちの所定数の凸部を跨ぐごとに該凸部が延
びる方向と平行な側端面が露出するように形成する工程
を含む。Fifth Method of Manufacturing Nitride Semiconductor According to the Present Invention
The method achieves the third object and forms Al on a substrate._u Ga
_v In_w N (where u, v, w are 0 ≦ u, v, w ≦
1, u + v + w = 1. ) Comprising a first nitride half
A step of forming a conductor layer and an upper part of the first nitride semiconductor layer
A plurality of protrusions extending at intervals from each other in the substrate surface direction
And the step of forming the
Cover the bottom surface of the concave portion and at least a part of the wall surface.
Forming a mask film, and forming a mask film on the first nitride semiconductor layer.
Next, the region exposed from the mask film in each convex portion is set as a seed crystal.
As Al_x Ga _y In_z N (where x, y, and z are
0 ≦ x, y, z ≦ 1, x + y + z = 1. )
Growing a plurality of second nitride semiconductor layers.
In addition, the step of forming a plurality of second nitride semiconductor layers includes:
Each second nitride semiconductor layer is composed of a plurality of second nitride semiconductor layers.
Each time a predetermined number of the convex portions are straddled, the convex portion extends.
Forming the side end surface parallel to the direction
including.

【００５９】第５の窒化物半導体の製造方法によると、
第２の窒化物半導体層のそれぞれを、第１の窒化物半導
体層の上部に設けられた複数の凸部のうちの所定数の凸
部を跨ぐごとに該凸部が延びる方向と平行な側端面が露
出するように形成するため、該側端面を共振器端面とす
れば、該共振器端面がへき開面やエッチング面に影響さ
れなくなるので、共振器端面のミラー損失を低減でき
る。According to the fifth method for manufacturing a nitride semiconductor,
Each of the second nitride semiconductor layers is placed on a side parallel to the direction in which the projections extend each time a predetermined number of the plurality of projections provided on the first nitride semiconductor layer are straddled. Since the end face is formed so as to be exposed, if the side end face is used as the resonator end face, the resonator end face is not affected by the cleavage face or the etching face, so that the mirror loss at the resonator end face can be reduced.

【００６０】本発明に係る第６の窒化物半導体素子の製
造方法は、前記第３の目的を達成し、基板上に第１の窒
化物半導体層を形成する工程と、第１の窒化物半導体層
の上部に、基板面方向に互いに間隔をおいて延びる複数
の溝部を形成する工程と、溝部の底面を覆うマスク膜を
形成する工程と、第１の窒化物半導体層の上面における
各溝部同士の間にマスク膜から露出するＣ面を種結晶と
して、基板側から、それぞれが、第２の窒化物半導体層
と、該第２の窒化物半導体層よりもエネルギーギャップ
が小さい第３の窒化物半導体層からなる活性層と、該活
性層よりもエネルギーギャップが大きい第４の窒化物半
導体層とを含むように複数の積層体を成長する工程と、
各積層体の上に、活性層にキャリアを選択的に注入する
電流狭窄部をそれぞれ形成する工程とを備え、複数の積
層体を成長する工程は、各積層体を、該積層体が第１の
窒化物半導体層のＣ面を所定数だけ跨ぐごとに電流狭窄
部からなる共振器端面が露出するように形成する工程を
含む。A sixth method of manufacturing a nitride semiconductor device according to the present invention achieves the third object, a step of forming a first nitride semiconductor layer on a substrate, and a step of forming a first nitride semiconductor. Forming a plurality of grooves extending at intervals from each other in the substrate surface direction on the layer, forming a mask film covering a bottom surface of the grooves, forming a plurality of grooves on the upper surface of the first nitride semiconductor layer; A second nitride semiconductor layer and a third nitride each having a smaller energy gap than the second nitride semiconductor layer from the substrate side, with the C-plane exposed from the mask film as a seed crystal between the second nitride semiconductor layer and the second nitride semiconductor layer. Growing a plurality of stacked bodies so as to include an active layer made of a semiconductor layer and a fourth nitride semiconductor layer having a larger energy gap than the active layer;
Forming a current confinement portion for selectively injecting a carrier into the active layer on each of the stacked bodies, wherein the step of growing a plurality of stacked bodies includes: And a step of exposing a cavity end face formed of a current confinement portion every time a predetermined number of straddles the C-plane of the nitride semiconductor layer.

【００６１】第６の窒化物半導体素子の製造方法による
と、それぞれ活性層を含む各積層体は、本発明の第４の
窒化物半導体の製造方法により形成されるため、共振器
端面がへき開面やエッチング面に影響されなくなるの
で、共振器端面のミラー損失を低減できる。According to the sixth method for manufacturing a nitride semiconductor device, each laminated body including an active layer is formed by the fourth method for manufacturing a nitride semiconductor of the present invention, so that the cavity end face is cleaved. And the mirror surface is no longer affected by the etched surface, so that the mirror loss at the end face of the resonator can be reduced.

【００６２】本発明に係る第７の窒化物半導体素子の製
造方法は、前記第３の目的を達成し、基板上に第１の窒
化物半導体層を形成する工程と、第１の窒化物半導体層
の上部に、基板面方向に互いに間隔をおいて延びる複数
の溝部を形成する工程と、溝部の底面とその壁面の少な
くとも一部とを覆うマスク膜を形成する工程と、第１の
窒化物半導体層の上における各溝部同士の間にマスク膜
から露出する領域を種結晶として、基板側から、それぞ
れが、第２の窒化物半導体層と、該第２の窒化物半導体
層よりもエネルギーギャップが小さい第３の窒化物半導
体層からなる活性層と、該活性層よりもエネルギーギャ
ップが大きい第４の窒化物半導体層とを含むように複数
の積層体を成長する工程と、各積層体の上に、活性層に
キャリアを選択的に注入する電流狭窄部をそれぞれ形成
する工程とを備え、複数の積層体を成長する工程は、各
積層体を、該積層体が第１の窒化物半導体層の隣接する
溝部同士の間の領域を所定数だけ跨ぐごとに電流狭窄部
からなる共振器端面が露出するように形成する工程を含
む。A seventh method for manufacturing a nitride semiconductor device according to the present invention achieves the third object, a step of forming a first nitride semiconductor layer on a substrate, and a method of manufacturing a first nitride semiconductor device. Forming a plurality of grooves extending above the layer at a distance from each other in the direction of the substrate surface, forming a mask film covering a bottom surface of the grooves and at least a part of the wall surface thereof, A region exposed from the mask film between the respective trenches on the semiconductor layer is used as a seed crystal, and from the substrate side, each has a second nitride semiconductor layer and an energy gap larger than that of the second nitride semiconductor layer. Growing a plurality of stacked bodies so as to include an active layer made of a third nitride semiconductor layer having a small thickness and a fourth nitride semiconductor layer having an energy gap larger than the active layer; Above, selective carrier for active layer Forming a plurality of stacked bodies, wherein each of the stacked bodies is formed in a region between adjacent trenches of the first nitride semiconductor layer. The method includes a step of exposing a cavity end face composed of a current confinement portion every time a predetermined number of straddles are performed.

【００６３】第７の窒化物半導体素子の製造方法による
と、それぞれ活性層を含む各積層体は、本発明の第５の
窒化物半導体の製造方法により形成されるため、共振器
端面がへき開面やエッチング面に影響されなくなるの
で、共振器端面のミラー損失を低減できる。According to the seventh method for manufacturing a nitride semiconductor device, each laminated body including an active layer is formed by the fifth method for manufacturing a nitride semiconductor of the present invention, so that the cavity end face is cleaved. And the mirror surface is no longer affected by the etched surface, so that the mirror loss at the end face of the resonator can be reduced.

【００６４】本発明に係る第３の窒化物半導体素子は、
前記第３及び第４の目的を達成し、基板上に形成され、
上部に互いに間隔をおいて基板面方向に延びる複数の凸
部を有する第１の窒化物半導体層と、第１の窒化物半導
体層の上で且つ各凸部同士の側面の間に空隙部を持つよ
うに形成された第２の窒化物半導体層と、第２の窒化物
半導体層の上に形成され、キャリアが狭窄されて注入さ
れるストライプ状の共振器を含む第３の窒化物半導体層
とを備え、共振器は生成光の共振方向が凸部が延びる方
向とほぼ直交するように設けられている。A third nitride semiconductor device according to the present invention comprises:
Achieving the third and fourth objects, formed on a substrate,
A first nitride semiconductor layer having a plurality of protrusions extending in the direction of the substrate surface at an interval from each other on the upper portion, and forming a void on the first nitride semiconductor layer and between the side surfaces of the protrusions. A second nitride semiconductor layer formed so as to have a third nitride semiconductor layer formed on the second nitride semiconductor layer and including a stripe-shaped resonator into which carriers are confined and injected. And the resonator is provided such that the resonance direction of the generated light is substantially orthogonal to the direction in which the convex portion extends.

【００６５】第３の窒化物半導体素子によると、生成光
の共振方向が凸部が延びる方向とほぼ直交するように共
振器を設けているため、例えば、凸部が延びる方向をＭ
軸方向とし、共振器の共振方向をＡ軸方向とすると共振
器端面はＡ面となる。従って、基板にサファイアを用い
た場合には、基板のへき開面がＭ面となり、へき開が容
易となって、へき開時の歩留まりが向上する。また、こ
の場合の共振器は、種結晶となる複数の凸部と交差する
が、第１の窒化物半導体層は各凸部同士の側面の間に空
隙部を持つため、第１の窒化物半導体層と第２の窒化物
半導体層とのＣ軸のチルトが抑制されるので、導波損失
も低減する。According to the third nitride semiconductor device, since the resonator is provided so that the resonance direction of the generated light is substantially orthogonal to the direction in which the convex portion extends, for example, the direction in which the convex portion extends is M
When the direction is the axial direction and the direction of resonance of the resonator is the A-axis direction, the end face of the resonator becomes the A-plane. Therefore, when sapphire is used for the substrate, the cleavage surface of the substrate becomes the M plane, the cleavage is facilitated, and the yield at the time of cleavage is improved. In this case, the resonator intersects with a plurality of projections serving as a seed crystal. However, since the first nitride semiconductor layer has a gap between the side surfaces of the projections, the first nitride semiconductor layer has a first nitride semiconductor layer. Since the tilt of the C-axis between the semiconductor layer and the second nitride semiconductor layer is suppressed, the waveguide loss is also reduced.

【００６６】本発明に係る第４の窒化物半導体素子は、
基板上に形成され、上部に互いに間隔をおいて基板面方
向に延びる複数の凸部を有する第１の窒化物半導体層
と、第１の窒化物半導体層の上で且つ各凸部同士の側面
の間に空隙部を持つように形成された第２の窒化物半導
体層と第２の窒化物半導体層の上に形成され、活性層を
含む第３の窒化物半導体層とを備え、第１の窒化物半導
体層の凸部の頂面はＣ面であり、第１の窒化物半導体層
のＣ軸と第２の窒化物半導体層のＣ軸とがなす角度（チ
ルト角）は、約０．０５度以下である。A fourth nitride semiconductor device according to the present invention comprises:
A first nitride semiconductor layer formed on the substrate and having a plurality of protrusions on the top and extending in the direction of the substrate surface at intervals from each other; and a side surface of each protrusion on the first nitride semiconductor layer. A second nitride semiconductor layer formed so as to have a gap therebetween, and a third nitride semiconductor layer formed on the second nitride semiconductor layer and including an active layer; The top surface of the convex portion of the nitride semiconductor layer is a C-plane, and the angle (tilt angle) between the C-axis of the first nitride semiconductor layer and the C-axis of the second nitride semiconductor layer is about 0. 0.05 degrees or less.

【００６７】第４の窒化物半導体素子によると、第２の
窒化物半導体層が空隙部を形成しながら成長するラテラ
ル成長により成長した際に、チルト角が０．０５度以下
であるため、活性層を含む第３の半導体層に導波路を設
ける場合であっても、該導波路が基板面に対して垂直な
方向にうねるジグザグ形状となることが防止されるの
で、導波路における導波損失を低減することができる。According to the fourth nitride semiconductor device, when the second nitride semiconductor layer is grown by lateral growth in which a gap is formed, the tilt angle is 0.05 degrees or less. Even when a waveguide is provided in the third semiconductor layer including the layer, the waveguide is prevented from forming a zigzag shape undulating in a direction perpendicular to the substrate surface, so that the waveguide loss in the waveguide is reduced. Can be reduced.

【００６８】本発明に係る第８の窒化物半導体素子の製
造方法は、前記第第３及び４の目的を達成し、基板上に
第１の窒化物半導体層を形成する工程と、第１の窒化物
半導体層の上部に、互いに間隔をおいて基板面方向の一
の方向に延びる複数の第１の溝部を形成する工程と、第
１の溝部の底面を覆う第１のマスク膜を形成する工程
と、第１の窒化物半導体層の上面における各第１の溝部
同士の間に第１のマスク膜から露出するＣ面を種結晶と
して、第２の窒化物半導体層を成長する工程と、第２の
窒化物半導体層の上部に、互いに間隔をおいて一の方向
に延び且つ互いに隣接する溝部同士の間の領域の位置が
第１の溝部同士の間の領域の位置と基板面方向に異なる
複数の第２の溝部を形成する工程と、第２の溝部の底面
を覆う第２のマスク膜を形成する工程と、第２の窒化物
半導体層の上面における各第２の溝部同士の間に第２の
マスク膜から露出するＣ面を種結晶として、活性層を含
む第３の窒化物半導体層を形成する工程と、第３の窒化
物半導体層の上に、生成光の共振方向が一の方向とほぼ
直交するように電流狭窄部を形成する工程とを備えてい
る。An eighth method for manufacturing a nitride semiconductor device according to the present invention achieves the third and fourth objects and forms a first nitride semiconductor layer on a substrate; Forming a plurality of first grooves extending in one direction in a substrate surface direction at intervals from each other on the nitride semiconductor layer; and forming a first mask film covering a bottom surface of the first grooves. A step of growing a second nitride semiconductor layer using a C-plane exposed from the first mask film between the respective first trenches on the upper surface of the first nitride semiconductor layer as a seed crystal; Above the second nitride semiconductor layer, the position of the region extending between the grooves adjacent to each other and extending in one direction is spaced apart from the position of the region between the first grooves in the substrate surface direction. Forming a plurality of different second grooves, and a second mask covering a bottom surface of the second grooves. Forming a third nitride semiconductor including an active layer, using a C-plane exposed from the second mask film between the respective second trenches on the upper surface of the second nitride semiconductor layer as a seed crystal. Forming a current confining portion on the third nitride semiconductor layer such that the resonance direction of the generated light is substantially orthogonal to the one direction.

【００６９】第８の窒化物半導体素子の製造方法による
と、本発明の第３の窒化物半導体素子を確実に得ること
ができる。According to the eighth method for manufacturing a nitride semiconductor device, the third nitride semiconductor device of the present invention can be reliably obtained.

【００７０】本発明に係る第９の窒化物半導体素子の製
造方法は、前記第第３及び４の目的を達成し、基板上に
第１の窒化物半導体層を形成する工程と、第１の窒化物
半導体層の上部に、互いに間隔をおいて基板面方向の一
の方向に延びる複数の第１の溝部を形成する工程と、第
１の溝部の底面とその壁面の少なくとも一部とを覆う第
１のマスク膜を形成する工程と、第１の窒化物半導体層
の上における各第１の溝部同士の間に第１のマスク膜か
ら露出する領域を種結晶として、第２の窒化物半導体層
を成長する工程と、第２の窒化物半導体層の上部に、互
いに間隔をおいて一の方向に延び且つ互いに隣接する溝
部同士の間の領域の位置が第１の溝部同士の間の領域の
位置と基板面方向に異なる複数の第２の溝部を形成する
工程と、第２の溝部の底面とその壁面の少なくとも一部
とを覆う第２のマスク膜を形成する工程と、第２の窒化
物半導体層の上における各第２の溝部同士の間に第２の
マスク膜から露出する領域を種結晶として、活性層を含
む第３の窒化物半導体層を形成する工程と、第３の窒化
物半導体層の上に、生成光の共振方向が一の方向とほぼ
直交するように電流狭窄部を形成する工程とを備えてい
る。A ninth method for manufacturing a nitride semiconductor device according to the present invention achieves the third and fourth objects and forms a first nitride semiconductor layer on a substrate; A step of forming a plurality of first grooves extending in one direction in the direction of the substrate surface at intervals above the nitride semiconductor layer, and covering a bottom surface of the first groove and at least a part of a wall surface thereof A step of forming a first mask film and a step of forming a second nitride semiconductor on a region exposed from the first mask film between the respective first trenches on the first nitride semiconductor layer as a seed crystal A step of growing a layer, and a step of, in the upper part of the second nitride semiconductor layer, extending in one direction at a distance from each other and setting a region between the adjacent grooves to a region between the first grooves. Forming a plurality of second grooves different from each other in the direction of the substrate surface and the second groove Forming a second mask film that covers the bottom surface of the semiconductor device and at least a part of the wall surface thereof, and exposing the second mask film between the respective second trenches on the second nitride semiconductor layer. Forming a third nitride semiconductor layer including an active layer using the region as a seed crystal; and forming a current on the third nitride semiconductor layer such that a resonance direction of generated light is substantially orthogonal to one direction. Forming a constriction.

【００７１】第９の窒化物半導体素子の製造方法による
と、本発明の第３の窒化物半導体素子を確実に得ること
ができる。According to the ninth method for manufacturing a nitride semiconductor device, the third nitride semiconductor device of the present invention can be reliably obtained.

【００７２】本発明に係る半導体発光素子は、前記第５
の目的を達成し、基板上に形成され、上部に間隔をおい
て基板面方向に延びる複数の第１の凸部を有する第１の
半導体層と、第１の半導体層の上に第１の凸部と接する
ように形成され、上部に第１の凸部が延びる方向と同一
で且つ第１の凸部同士の間隔と異なる間隔をおいて延び
る複数の第２の凸部を有し、活性層を含む積層体からな
る第２の半導体層とを備え、複数の第２の凸部のうちの
１つの頂面から、活性層に対してキャリアが注入され
る。The semiconductor light emitting device according to the present invention is characterized in that the fifth
A first semiconductor layer formed on the substrate and having a plurality of first projections extending in the direction of the substrate surface at intervals above the first semiconductor layer; A plurality of second protrusions formed in contact with the protrusions and having an upper portion in the same direction as the first protrusions and extending at a distance different from the distance between the first protrusions; A second semiconductor layer formed of a stacked body including a layer, and carriers are injected into the active layer from one of the plurality of second protrusions.

【００７３】一般に、ＥＬＯＧ法により得られる第２の
半導体層は、第１の凸部の上側の領域に貫通転位が多く
存在するため、その領域を避けて電流注入領域を設ける
必要がある。本発明の半導体発光素子によると、第１の
凸部の形成周期と第２の凸部の形成周期との間に差が設
けられているため、基板上には、これらのいずれの形成
周期よりも大きい周期で第１の凸部と第２の凸部とが一
致する領域が現われる。この大きい周期を用いれば、位
置合わせ用の目印を容易に且つ確実に付けることができ
るので、製造プロセスの歩留まり及びスループットが向
上する。In general, the second semiconductor layer obtained by the ELOG method has a large number of threading dislocations in a region above the first convex portion. Therefore, it is necessary to provide a current injection region avoiding the region. According to the semiconductor light emitting device of the present invention, since a difference is provided between the formation period of the first protrusion and the formation period of the second protrusion, on the substrate, A region where the first convex portion and the second convex portion coincide with each other with a large period appears. If this large cycle is used, a mark for alignment can be easily and reliably attached, so that the yield and throughput of the manufacturing process are improved.

【００７４】本発明に係る第１の半導体発光素子の製造
方法は、前記第５の目的を達成し、基板上に、第１の半
導体層を形成し、形成した第１の半導体層の上部に、基
板面方向に間隔をおいて延びる複数の第１の凸部を形成
する工程と、第１の半導体層の上に、その下面が第１の
凸部と接すると共に、活性層を含む積層体からなる第２
の半導体層を形成し、形成した第２の半導体層の上部に
第１の凸部が延びる方向と同一で且つ第１の凸部同士と
異なる間隔をおいて延びる複数の第２の凸部を形成する
工程と、複数の第２の凸部のうち、活性層にキャリアを
注入する凸部を選別するためのマスクの位置合わせ用の
目印を基板に形成する工程と、目印によりマスクの位置
合わせを行なった後、マスクを用いて複数の第２の凸部
のうちの１つをキャリア注入部とする工程とを備えてい
る。A first method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention achieves the fifth object, forms a first semiconductor layer on a substrate, and forms the first semiconductor layer on the formed first semiconductor layer. Forming a plurality of first protrusions extending at intervals in the direction of the substrate surface; and forming a laminate on the first semiconductor layer, the lower surface of which is in contact with the first protrusion and includes an active layer. The second consisting of
And a plurality of second protrusions extending in the same direction as the first protrusions and extending at different intervals from the first protrusions on the formed second semiconductor layer. Forming, forming a mark on the substrate for alignment of a mask for selecting a protrusion for injecting carriers into the active layer from among the plurality of second protrusions, and aligning the mask with the mark. And performing a step of using one of the plurality of second convex portions as a carrier injection portion using a mask.

【００７５】第１の半導体発光素子の製造方法による
と、本発明の半導体発光素子を確実に得ることできる。According to the first method for manufacturing a semiconductor light emitting device, the semiconductor light emitting device of the present invention can be reliably obtained.

【００７６】本発明に係る第２の半導体発光素子の製造
方法は、前記第５の目的を達成し、基板上に第１の窒化
物半導体層を形成する工程と、第１の窒化物半導体層の
上部に、基板面方向に互いに間隔をおいて延びる複数の
溝部を形成する工程と、溝部の底面を覆うマスク膜を形
成する工程と、第１の窒化物半導体層の上面における各
溝部同士の間にマスク膜から露出するＣ面を種結晶とし
て、基板側から、第２の窒化物半導体層と、該第２の窒
化物半導体層よりもエネルギーギャップが小さい第３の
窒化物半導体層からなる活性層と、該活性層よりもエネ
ルギーギャップが大きい第４の窒化物半導体層とを含む
ように積層体を成長する工程と、積層体の上部に、溝部
が延びる方向と同一で且つ溝部同士の間の間隔と異なる
間隔をおいて延びる複数の凸部を形成する工程と、複数
の凸部のうち、溝部の上方で且つ溝部同士の間の領域の
近傍に位置する凸部を選択して、活性層にキャリアを注
入するキャリア注入部を形成する工程とを備えている。A second method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention achieves the fifth object, a step of forming a first nitride semiconductor layer on a substrate, and a step of forming the first nitride semiconductor layer. Forming a plurality of grooves extending apart from each other in the substrate surface direction, forming a mask film covering a bottom surface of the grooves, forming a plurality of grooves on the upper surface of the first nitride semiconductor layer. A second nitride semiconductor layer and a third nitride semiconductor layer having an energy gap smaller than that of the second nitride semiconductor layer from the substrate side with the C-plane exposed from the mask film therebetween as a seed crystal. Growing the stacked body so as to include the active layer and the fourth nitride semiconductor layer having a larger energy gap than the active layer; Extending at intervals different from the spacing between A step of forming a plurality of protrusions, and a carrier injection unit for injecting a carrier into the active layer by selecting a protrusion located above the groove and near a region between the grooves among the plurality of protrusions. Forming a step.

【００７７】第２の半導体発光素子の製造方法による
と、本発明の半導体発光素子を確実に得ることできる。According to the second method for manufacturing a semiconductor light emitting device, the semiconductor light emitting device of the present invention can be reliably obtained.

【００７８】本発明に係る第３の半導体発光素子の製造
方法は、前記第５の目的を達成し、基板上に第１の窒化
物半導体層を形成する工程と、第１の窒化物半導体層の
上部に、基板面方向に互いに間隔をおいて延びる複数の
溝部を形成する工程と、溝部の底面とその壁面の少なく
とも１部とを覆うマスク膜を形成する工程と、第１の窒
化物半導体層の上における各溝部同士の間にマスク膜か
ら露出する領域を種結晶として、基板側から、第２の窒
化物半導体層と、該第２の窒化物半導体層よりもエネル
ギーギャップが小さい第３の窒化物半導体層からなる活
性層と、該活性層よりもエネルギーギャップが大きい第
４の窒化物半導体層とを含むように積層体を成長する工
程と、積層体の上部に、溝部が延びる方向と同一で且つ
溝部同士の間の間隔と異なる間隔をおいて延びる複数の
凸部を形成する工程と、複数の凸部のうち、溝部の上方
で且つ溝部同士の間の領域の近傍に位置する凸部を選択
し選択した凸部に、活性層にキャリアを注入するキャリ
ア注入部を形成する工程とを備えている。A third method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention achieves the fifth object, a step of forming a first nitride semiconductor layer on a substrate, and a step of forming the first nitride semiconductor layer. Forming a plurality of grooves extending at a distance from each other in the direction of the substrate surface, forming a mask film covering a bottom surface of the grooves and at least a part of the wall surface thereof, and a first nitride semiconductor. A region exposed from the mask film between the respective trenches on the layer is used as a seed crystal to form, from the substrate side, a second nitride semiconductor layer and a third nitride semiconductor layer having an energy gap smaller than that of the second nitride semiconductor layer. Growing a stacked body so as to include an active layer made of a nitride semiconductor layer of the above and a fourth nitride semiconductor layer having an energy gap larger than that of the active layer; And between the grooves Forming a plurality of protrusions extending at an interval different from that of the plurality of protrusions, selecting a protrusion located above the groove and in the vicinity of a region between the grooves, and selecting the protrusion. Forming a carrier injection portion for injecting carriers into the active layer.

【００７９】第３の半導体発光素子の製造方法による
と、本発明の半導体発光素子を確実に得ることできる。According to the third method for manufacturing a semiconductor light emitting device, the semiconductor light emitting device of the present invention can be reliably obtained.

【００８０】[0080]

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）本発明の第１
の実施形態について図面を参照しながら説明する。(First Embodiment) A first embodiment of the present invention.
An embodiment will be described with reference to the drawings.

【００８１】図１は本発明の第１の実施形態に係る窒化
ガリウム系半導体レーザ素子の断面構成を示している。FIG. 1 shows a sectional structure of a gallium nitride based semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention.

【００８２】図１に示すように、サファイア（結晶性Ａ
ｌ₂Ｏ₃）からなる基板１１上には、窒化ガリウム（Ｇａ
Ｎ）からなる低温バッファ層（図示せず）を介して、Ｅ
ＬＯＧ用のＧａＮからなるシード層１２が形成されてい
る。As shown in FIG. 1, sapphire (crystalline A
l ₂ O ₃₎ on a substrate 11 made of the gallium nitride (Ga
N) through a low-temperature buffer layer (not shown)
A seed layer 12 made of GaN for LOG is formed.

【００８３】シード層１２の上部には、基板面方向に互
いに間隔をおいて延びるストライプ状の凸部１２ａが形
成され、凸部１２ａ同士に挟まれてなる各凹部（溝部）
１２ｂの底面及び壁面上には窒化シリコン（ＳｉＮ_x ）
からなるマスク膜１３がそれぞれ形成されている。On the upper portion of the seed layer 12, stripe-shaped protrusions 12a extending at intervals in the substrate surface direction are formed, and each recess (groove) sandwiched between the protrusions 12a.
Silicon nitride (SiN _x ) on the bottom and wall surfaces of 12b
Are formed, respectively.

【００８４】シード層１２の上には、各凸部１２ａと接
するようにＧａＮからなる選択成長層１４がその下面と
溝部１２ｂの底面との間に空隙部１２ｃが設けられるよ
うに形成されている。On the seed layer 12, a selective growth layer 14 made of GaN is formed so as to be in contact with each of the projections 12a so that a gap 12c is provided between the lower surface thereof and the bottom of the groove 12b. .

【００８５】ここで、シード層１２及び選択成長層１４
のIII 族元素には、ガリウムに限らず、アルミニウム又
はインジウムを含んでいてもよい。すなわち、シード層
１２及び選択成長層１４は、Ａｌ_u Ｇａ_v Ｉｎ_w Ｎ（但
し、ｕ，ｖ，ｗは、０≦ｕ，ｖ，ｗ≦１、ｕ＋ｖ＋ｗ＝
１である。）を満たせばよい。Here, the seed layer 12 and the selective growth layer 14
The group III element is not limited to gallium but may include aluminum or indium. That is, the seed layer 12 and the selective growth layer _{14, Al u Ga v In w N} ( where, u, v, w is, 0 ≦ u, v, w ≦ 1, u + v + w =
It is one. ).

【００８６】選択成長層１４上には、レーザ素子を構成
するダブルへテロ接合を含む複数の窒化物半導体層から
なる積層体３０が形成されている。On the selective growth layer 14, a laminated body 30 composed of a plurality of nitride semiconductor layers including a double hetero junction forming a laser element is formed.

【００８７】すなわち、積層体３０は、選択成長層１４
の上に順次形成され、ｎ型ＧａＮからなるｎ型コンタク
ト層１５、ｎ型Ａｌ_0.07Ｇａ_0.93Ｎからなるｎ型クラッ
ド層１６、ｎ型ＧａＮからなるｎ型光ガイド層１７、厚
さが約３ｎｍのＧａ_0.8Ｉｎ_{0 .2}Ｎからなる井戸層と厚さ
が約６ｎｍのＧａＮからなるバリア層により構成された
多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層１８、ｐ型ＧａＮからな
るｐ型光ガイド層１９、ｐ型Ａｌ_0.07Ｇａ_0.93Ｎからな
るｐ型クラッド層２０、及びｐ型ＧａＮからなるｐ型コ
ンタクト層２１を有している。That is, the stacked body 30 is formed by the selective growth layer 14.
N-type contact layer 15 made of n-type GaN, an n-type cladding layer 16 made of n-type Al _0.07 Ga _0.93 N, an n-type light guide layer 17 made of n-type GaN, and a thickness of about 3 nm. of Ga _0.8 in _{0 .2} multiple quantum well well layers and thickness of N is composed of a barrier layer of about 6nm of GaN (MQW) active layer 18, made of p-type GaN p-type optical guide layer 19, It has a p-type cladding layer 20 made of p-type Al _0.07 Ga _0.93 N and a p-type contact layer 21 made of p-type GaN.

【００８８】知られているように、ダブルへテロ接合型
のレーザ構造は、ＭＱＷ活性層１８におけるインジウム
を含む井戸層のエネルギーギャップが、アルミニウムを
含むｎ型及びｐ型クラッド層１６、２０のエネルギーギ
ャップよりも小さい。一方、光の屈折率は、ＭＱＷ活性
層１８の井戸層が最も大きく、以下、光ガイド層１７、
１９、クラッド層１６、２０の順に小さくなる。As is known, in the double heterojunction laser structure, the energy gap of the well layer containing indium in the MQW active layer 18 has the energy gap of the n-type and p-type cladding layers 16 and 20 containing aluminum. Smaller than the gap. On the other hand, the refractive index of light is the largest in the well layer of the MQW active layer 18, and hereinafter, the light guide layer 17,
19, the cladding layers 16 and 20 become smaller in this order.

【００８９】ｐ型クラッド層２０の上部及びｐ型コンタ
クト層２１は、幅が３μｍ〜５μｍ程度の電流注入領域
で、電流狭窄部となるリッジ部３１が形成されている。The upper portion of the p-type cladding layer 20 and the p-type contact layer 21 are current injection regions having a width of about 3 μm to 5 μm, and a ridge portion 31 serving as a current confinement portion is formed.

【００９０】ＭＱＷ活性層１８を含む積層体３０は、ｎ
型コンタクト層１５の一部を露出するようにエッチング
されており、エッチングされた積層体３０の上面及び側
面は酸化シリコンからなる絶縁膜２２により覆われてい
る。The laminate 30 including the MQW active layer 18 has n
The etching is performed so that a part of the mold contact layer 15 is exposed, and the upper surface and side surfaces of the etched stacked body 30 are covered with the insulating film 22 made of silicon oxide.

【００９１】絶縁膜２２におけるｐ型コンタクト層２１
の上側には凸部１２ａと平行な開口部が設けられ、絶縁
膜２２上のリッジ部３１の上側及び側方の領域には、開
口部を通してｐ型コンタクト層２１とオーミック接触す
るニッケル（Ｎｉ）と金（Ａｕ）との積層体からなるｐ
側電極２３が形成されている。P-type contact layer 21 in insulating film 22
An opening parallel to the protruding portion 12a is provided above the ridge portion 31. Nickel (Ni) which is in ohmic contact with the p-type contact layer 21 through the opening is formed in the region above and on the side of the ridge 31 on the insulating film 22. Composed of a laminate of gold and gold (Au)
Side electrodes 23 are formed.

【００９２】ｎ型コンタクト層１５の絶縁膜２２からの
露出部分の上にはｎ型コンタクト層１５とオーミック接
触するチタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）との積層
体からなるｎ側電極２４が形成されている。On the exposed portion of the n-type contact layer 15 from the insulating film 22, an n-side electrode 24 made of a laminate of titanium (Ti) and aluminum (Al) is formed in ohmic contact with the n-type contact layer 15. Have been.

【００９３】ここで、リッジ部３１は空隙部１２ｃの上
方に位置する、結晶転位が少ない低転位密度領域に形成
されている。Here, the ridge portion 31 is formed in a low dislocation density region with a small number of crystal dislocations located above the void portion 12c.

【００９４】以下、前記のように構成された半導体レー
ザ素子の製造方法について図面を参照しながら説明す
る。Hereinafter, a method of manufacturing the semiconductor laser device configured as described above will be described with reference to the drawings.

【００９５】図２（ａ）、図２（ｂ）〜図４は本発明の
第１の実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法の工
程順の断面構成を示している。FIGS. 2A, 2B, and 4 show cross-sectional structures in the order of steps of a method for manufacturing a semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention.

【００９６】まず、図２（ａ）に示すように、例えば、
ＭＯＶＰＥ法を用いて、基板温度を約５００℃〜５３０
℃に設定した後、Ｃ面（＝（０００１）面）を主面とす
る基板１１上に、III 族源のトリメチルガリウム（ＴＭ
Ｇ）と、窒素源のアンモニア（ＮＨ₃ ）とを供給して、
ＧａＮからなる低温バッファ層（図示せず）を堆積す
る。続いて、基板温度を約１０２０℃〜１０３０℃にま
で昇温した後、ＴＭＧとＮＨ₃ とを基板１１上に供給す
ることにより、ＧａＮからなるシード層１２を成長す
る。First, as shown in FIG. 2A, for example,
Using the MOVPE method, the substrate temperature is set to about 500 ° C. to 530 ° C.
After setting the temperature to ° C., trimethyl gallium (TM) as a group III source
G) and ammonia (NH ₃ ) as a nitrogen source,
A low temperature buffer layer (not shown) made of GaN is deposited. Then, after raising the substrate temperature to about 1020 ° C. to 1030 ° C., TMG and NH ₃ are supplied onto the substrate 11 to grow the seed layer 12 made of GaN.

【００９７】次に、図２（ｂ）に示すように、シード層
１２の上面にレジスト膜を塗布した後、塗布したレジス
ト膜をフォトリソグラフィ法によりストライプ状にパタ
ーニングを行なって、レジストパターン４０を形成す
る。続いて、レジストパターン４０をマスクとして、シ
ード層１２に対してドライエッチングを行なうことによ
り、シード層１２の上部に、断面幅が約３μｍの凸部１
２ａと断面幅が約１２μｍの溝部（リセス部）１２ｂと
を１周期とする周期構造体を形成する。Next, as shown in FIG. 2B, after a resist film is applied on the upper surface of the seed layer 12, the applied resist film is patterned in a stripe shape by photolithography to form a resist pattern 40. Form. Subsequently, dry etching is performed on the seed layer 12 using the resist pattern 40 as a mask, so that the protrusions 1 having a sectional width of about 3 μm are formed on the seed layer 12.
A periodic structure having one cycle of 2a and a groove (recess) 12b having a sectional width of about 12 μm is formed.

【００９８】次に、図３（ａ）に示すように、電子サイ
クロトロン共鳴（ＥＣＲ）スパッタ法を用いて、シード
層１２における溝部１２ｂの底面及び壁面とレジストパ
ターン４０上に、窒化シリコンからなるマスク膜１３を
堆積する。ここで、シリコンの原料には、固体シリコン
を用い、反応性ガスには窒素を用い、プラズマガスには
アルゴンを用いている。このように、マスク膜１３の堆
積にＥＣＲスパッタ法を用いることにより、低温で良質
のマスク膜１３を得ることができる。Next, as shown in FIG. 3A, a mask made of silicon nitride is formed on the resist pattern 40 on the bottom and wall surfaces of the groove 12b in the seed layer 12 by using electron cyclotron resonance (ECR) sputtering. A film 13 is deposited. Here, solid silicon is used as a silicon raw material, nitrogen is used as a reactive gas, and argon is used as a plasma gas. As described above, by using the ECR sputtering method for depositing the mask film 13, a high-quality mask film 13 can be obtained at a low temperature.

【００９９】次に、図３（ｂ）に示すように、レジスタ
パターン４０に対してリフトオフを行なって、レジスト
パターン４０及び該レジストパターン４０上のマスク膜
１３を除去する。なお、マスク膜１３は、溝部１２ｂの
壁面の全面を覆っていてもよく、壁面の一部を覆ってい
てもよい。Next, as shown in FIG. 3B, the resist pattern 40 is lifted off to remove the resist pattern 40 and the mask film 13 on the resist pattern 40. The mask film 13 may cover the entire wall surface of the groove 12b, or may cover a part of the wall surface.

【０１００】次に、図４に示すように、再度ＭＯＶＰＥ
法を用いて、シード層１２の上に、マスク膜１３から露
出する凸部１２ａの頂面に現われるＣ面を種結晶とし
て、ＧａＮからなる選択成長層１４を成長する。このと
き、選択成長層１４は、各凸部１２ａの頂面から上方に
成長すると共に、基板面に平行な方向にも成長（ラテラ
ル成長）して、各溝部１２ｂの両側から成長してきた結
晶体同士の互いに対向する側面が溝部１２ｂのほぼ中央
部で接合して接合部１４ａを形成する。これにより、複
数の凸部１２ａの頂面から成長する各結晶体は一体化さ
れ、且つ、その上面はＣ面となる。続いて、一体化され
た選択成長層１４の上に、ｎ型コンタクト層１５、ｎ型
クラッド層１６、ｎ型光ガイド層１７、ＭＱＷ活性層１
８、ｐ型光ガイド層１９、ｐ型クラッド層２０及びｐ型
コンタクト層２１を順次成長して積層体３０を形成す
る。Next, as shown in FIG.
A selective growth layer 14 made of GaN is grown on the seed layer 12 by using the C-plane appearing on the top surface of the projection 12a exposed from the mask film 13 as a seed crystal. At this time, the selective growth layer 14 grows upward from the top surface of each projection 12a, and also grows (laterally grows) in a direction parallel to the substrate surface, and the crystal grown from both sides of each groove 12b. The mutually opposing side surfaces are joined substantially at the center of the groove 12b to form a joint 14a. As a result, the crystals grown from the top surfaces of the plurality of projections 12a are integrated, and the upper surface becomes the C plane. Subsequently, on the integrated selective growth layer 14, the n-type contact layer 15, the n-type cladding layer 16, the n-type light guide layer 17, the MQW active layer 1
8. A stacked body 30 is formed by sequentially growing the p-type light guide layer 19, the p-type cladding layer 20, and the p-type contact layer 21.

【０１０１】その後、図１に示すように、ｐ型クラッド
層２０の上部及びｐ型コンタクト層２１に対して、ＭＷ
Ｑ活性層１８に選択的に電流を注入するリッジ部３１
を、空隙部１２ｃの上方で且つ接合部１４ａと重ならな
い領域からなる低転位密度領域に形成する。Thereafter, as shown in FIG. 1, the MW is applied to the upper part of the p-type cladding layer 20 and the p-type contact layer 21.
Ridge part 31 for selectively injecting current into Q active layer 18
Is formed in a low dislocation density region including a region above the void portion 12c and not overlapping the bonding portion 14a.

【０１０２】続いて、積層体３０におけるリッジ部３１
を含まない領域に対してドライエッチングを行なって、
ｎ型コンタクト層１５を露出した後、積層体３０の露出
面に絶縁膜２２を堆積する。その後、絶縁膜２２におけ
る、リッジ部３１の上側部分及びｎ型コンタクト層１５
の上側部分にそれぞれ開口部を選択的に設けた後、蒸着
法又はスパッタ法等により、リッジ部３１における絶縁
膜２２の開口部からの露出領域及びその側方上にｐ側電
極２３を形成し、ｎ型コンタクト層１５における絶縁膜
２２の開口部からの露出領域上にｎ側電極２４を形成す
る。Subsequently, the ridge portion 31 of the laminate 30
Dry etching is performed on the area not containing
After exposing the n-type contact layer 15, the insulating film 22 is deposited on the exposed surface of the stacked body 30. Thereafter, the upper portion of the ridge portion 31 and the n-type contact layer 15 in the insulating film 22 are formed.
After selectively providing openings in the upper portion of the substrate, a p-side electrode 23 is formed on the exposed region of the ridge portion 31 from the opening of the insulating film 22 and on the side thereof by vapor deposition or sputtering. Then, an n-side electrode 24 is formed on a region of the n-type contact layer 15 exposed from the opening of the insulating film 22.

【０１０３】このようにして得られた半導体レーザ素子
に対して、ｐ側電極２３とｎ側電極２４との間に順方向
の所定電圧を印加すると、ＭＱＷ活性層１８に向かっ
て、ｐ側電極２３から正孔が注入されると共にｎ側電極
２４から電子が注入され、ＭＱＷ活性層１８において光
学利得を生じて、発振波長が約４０４ｎｍのレーザ発振
を起こす。When a predetermined forward voltage is applied between the p-side electrode 23 and the n-side electrode 24 to the semiconductor laser device thus obtained, the p-side electrode 23 moves toward the MQW active layer 18. Holes are injected from 23 and electrons are injected from the n-side electrode 24, causing an optical gain in the MQW active layer 18 to cause laser oscillation with an oscillation wavelength of about 404 nm.

【０１０４】図５に示すように、選択成長層１４におけ
る種結晶の上側の領域、すなわち、凸部１２ａの上側の
領域は、転位密度が約１ｘ１０⁹ ｃｍ^-2と高転位密度領
域１４ｂが形成される。一方、ラテラル成長した領域は
転位密度が１ｘ１０⁷ ｃｍ^-2程度の低転位密度領域１４
ｃとなる。従って、積層体３０における低転位密度領域
１４ｃの上方に、リッジ部３１、すなわちレーザ光の共
振器となる電流注入領域を形成することにより、レーザ
素子の信頼性を向上することができる。As shown in FIG. 5, a high dislocation density region 14b having a dislocation density of about 1 × 10 ⁹ cm ⁻² is formed in a region above the seed crystal in the selective growth layer 14, that is, a region above the convex portion 12a. Is done. On the other hand, the laterally grown region has a low dislocation density region 14 having a dislocation density of about 1 × 10 ⁷ cm ^−2.
c. Therefore, the reliability of the laser element can be improved by forming the ridge portion 31, that is, the current injection region serving as the laser beam resonator, above the low dislocation density region 14c in the stacked body 30.

【０１０５】本実施形態の特徴であるシード層１２の溝
部１２ｂの効果について図６（ａ）〜図６（ｄ）を参照
しながら説明する。The effect of the groove 12b of the seed layer 12, which is a feature of this embodiment, will be described with reference to FIGS. 6 (a) to 6 (d).

【０１０６】図６（ａ）に示すように、シード層１２の
上部にストライプ状の溝部１２ｂを形成し、続いて、溝
部の少なくとも底面上にマスク膜１３を形成する。As shown in FIG. 6A, a stripe-shaped groove 12b is formed on the seed layer 12, and then a mask film 13 is formed on at least the bottom of the groove.

【０１０７】次に、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すよ
うに、溝部１２ｂ同士に挟まれてなる凸部１２ａの頂面
を種結晶として選択成長層１４を成長させると、マスク
膜１３の上にＧａＮからなる多結晶体４１が析出する場
合がある。Next, as shown in FIGS. 6B and 6C, when the selective growth layer 14 is grown using the top surface of the convex portion 12a sandwiched between the groove portions 12b as a seed crystal, a mask is formed. In some cases, a polycrystalline body 41 made of GaN is deposited on the film 13.

【０１０８】次に、図６（ｄ）に示すように、多結晶体
４１が析出したままＥＬＯ成長を続けて、選択成長層１
４が一体化されたとしても、種結晶である凸部１２ａの
頂面と、多結晶体４１が析出した溝部１２ｂの底面との
間には段差部が形成されているため、多結晶体４１は選
択成長層１４及び積層体３０の結晶性に何ら影響を及ぼ
すことがない。その結果、積層体３０の結晶性のばらつ
きを大きく低減でき、半導体レーザ素子の製造の歩留ま
りを大きく向上することができる。Next, as shown in FIG. 6D, the ELO growth is continued while the polycrystal 41 is deposited, and the selective growth layer 1 is formed.
Even if 4 are integrated, a step is formed between the top surface of convex portion 12a, which is a seed crystal, and the bottom surface of groove 12b on which polycrystal 41 is deposited. Does not affect the crystallinity of the selective growth layer 14 and the stacked body 30 at all. As a result, the variation in the crystallinity of the stacked body 30 can be greatly reduced, and the production yield of the semiconductor laser device can be greatly improved.

【０１０９】ところで、図１に示した選択成長層１４及
び積層体３０を基板面に垂直な方向に貫く接合部１４ａ
は、刃状転位が集中して小傾角粒界を形成している。従
って、ｎ側電極２４から注入された電子は複数の接合部
１４ａを横切ってＭＱＷ活性層１８に到達することにな
るが、接合部１４ａに集中した転位が電子の注入を妨げ
ることはない。By the way, the joint 14a penetrates the selective growth layer 14 and the laminated body 30 shown in FIG. 1 in a direction perpendicular to the substrate surface.
In (2), edge dislocations are concentrated to form a small-angle grain boundary. Therefore, electrons injected from the n-side electrode 24 cross the plurality of junctions 14a and reach the MQW active layer 18, but dislocations concentrated on the junctions 14a do not prevent injection of electrons.

【０１１０】また、半導体レーザ素子をチップ状に形成
する際には、共振器のミラー面となる共振器端面を形成
する必要がある。一般に、半導体レーザ素子の共振器端
面は基板１１をへき開することによって形成するが、へ
き開時には基板１１に傷やクラックが生じることがあ
る。Further, when the semiconductor laser device is formed in a chip shape, it is necessary to form a cavity end surface which is a mirror surface of the cavity. In general, the cavity facet of the semiconductor laser device is formed by cleaving the substrate 11, but at the time of cleavage, the substrate 11 may be damaged or cracked.

【０１１１】図３９に示した第２の従来例に係る製造方
法は、基板４０１と最下層の半導体層４０４とが接触し
ているために、基板４０１に生じた傷はＭＱＷ活性層３
０６を含む積層体にまで達し、レーザ素子の動作及び光
学特性を大きく損ねるといった不具合を生じる。In the manufacturing method according to the second conventional example shown in FIG. 39, since the substrate 401 and the lowermost semiconductor layer 404 are in contact with each other, the scratches generated on the substrate 401
As a result, the operation reaches the layered structure containing No. 06, and the operation and optical characteristics of the laser element are greatly impaired.

【０１１２】一方、本実施形態においては、基板１１と
積層体３０との間に空隙部１２ｃを設けているため、基
板１１に生じた傷を空隙部１２ｃでとどめることができ
る。このため、基板１１に生じた傷によって積層体３０
が不具合を被る虞を著しく低減できる。On the other hand, in the present embodiment, since the gap 12c is provided between the substrate 11 and the laminated body 30, a scratch generated on the substrate 11 can be stopped at the gap 12c. For this reason, the laminate 30
Can be significantly reduced.

【０１１３】また、図３７に示した第１の従来例に係る
製造方法は、サファイアや炭化ケイ素からなる基板３０
１上に窒化物半導体層を成長させると、結晶の転位密度
が約１０⁹ ｃｍ^-2と多くなる。このような高転位密度を
有する半導体結晶は、ステップフロー成長する際に、高
密度の転位、特にらせん転位によって結晶表面のステッ
プが終端され、結晶表面にマイクロファセットが形成さ
れる。このため、結晶表面の凹凸が大きくなって平坦性
が悪い結晶となってしまう。その結果、インジウムを含
むＭＱＷ活性層３０６を成長する際に、原料のインジウ
ムが成長中の結晶内に取り込まれる量にばらつきが生じ
てしまい、レーザ素子のしきい値電流が増大する等の悪
影響が生じる。The manufacturing method according to the first conventional example shown in FIG. 37 uses a substrate 30 made of sapphire or silicon carbide.
When a nitride semiconductor layer is grown on the substrate 1, the dislocation density of the crystal increases to about 10 ⁹ cm ⁻² . When a semiconductor crystal having such a high dislocation density is grown in a step flow, the steps on the crystal surface are terminated by high-density dislocations, particularly screw dislocations, and microfacets are formed on the crystal surface. For this reason, the unevenness of the crystal surface becomes large and the crystal becomes poor in flatness. As a result, when growing the MQW active layer 306 containing indium, the amount of indium as a raw material incorporated into the growing crystal varies, which has an adverse effect such as an increase in the threshold current of the laser element. Occurs.

【０１１４】本実施形態に係る製造方法によると、図５
に示した、ラテラル成長領域、すなわち低転位密度領域
１４ｃにおいて、一様なステップフロー成長を観察して
おり、結晶表面の平坦性が良好である。その結果、ＭＱ
Ｗ活性層１８を成長する際にも、インジウムの局所的な
偏析が生じないので、しきい値電流の低減を図ることが
できる。According to the manufacturing method of this embodiment, FIG.
In the lateral growth region, that is, the low dislocation density region 14c, uniform step flow growth was observed, and the flatness of the crystal surface was good. As a result, MQ
Even when the W active layer 18 is grown, local segregation of indium does not occur, so that the threshold current can be reduced.

【０１１５】なお、本実施形態においては、窒化物半導
体の成長方法にＭＯＶＰＥ法を用いたが、これに限定さ
れない。ＭＯＶＰＥ法に代えて、ハイドライド気相成長
（ＨＶＰＥ）法又は分子線エピタキシ（ＭＢＥ）法等
の、窒化物半導体を成長可能な方法であればよい。後述
の各実施形態においても同様である。In this embodiment, the MOVPE method is used for growing the nitride semiconductor. However, the present invention is not limited to this. Instead of the MOVPE method, any method capable of growing a nitride semiconductor, such as a hydride vapor phase epitaxy (HVPE) method or a molecular beam epitaxy (MBE) method, may be used. The same applies to each embodiment described later.

【０１１６】また、基板１１にサファイアを用いたが、
サファイアに代えて、例えば炭化ケイ素、ネオジムガレ
ート（ＮＧＯ）又は窒化ガリウム等を用いてもよい。Further, although sapphire was used for the substrate 11,
Instead of sapphire, for example, silicon carbide, neodymium gallate (NGO), gallium nitride, or the like may be used.

【０１１７】また、シード層１２は、基板１１との間に
低温バッファ層を介した２段階成長によって形成した
が、シード層１２に単結晶を得られる方法であれば、低
温バッファ層は必ずしも必要ではない。Although the seed layer 12 is formed by two-step growth with a low-temperature buffer layer between the seed layer 12 and the substrate 11, the low-temperature buffer layer is not necessarily required if a single crystal can be obtained on the seed layer 12. is not.

【０１１８】また、シード層１２の上部の凸部１２ａの
形成にリフトオフ法を用いたが、凸部１２ａ及び溝部１
２ｂが形成でき、該溝部１２ｂの少なくとも底面にマス
ク膜１３が残る方法であれば、他の方法を用いてもよ
い。すなわち、凸部１２ａにおけるマスク１３により覆
われていない領域のうちのＣ面を種結晶として、空隙部
１２ｃが形成される方法であれば良い。さらには、凸部
１２ａをシード層１２の上部を掘り込むリセスエッチに
よって形成する代わりに、シード層１２の平坦な上面
に、ストライプ状の開口パターンを持つ選択成長用のマ
スク膜を形成し、そのマスク膜の開口パターンから突出
して成長した凸部を用いてもよい。Further, the lift-off method was used to form the protrusions 12a on the seed layer 12, but the protrusions 12a and the grooves 1a were formed.
2b may be formed, as long as the mask film 13 remains on at least the bottom surface of the groove 12b. In other words, any method may be used as long as the void 12c is formed using the C plane of the region of the protrusion 12a that is not covered by the mask 13 as a seed crystal. Further, instead of forming the protrusions 12a by recess etching in which the upper part of the seed layer 12 is dug, a mask film for selective growth having a stripe-shaped opening pattern is formed on the flat upper surface of the seed layer 12, and the mask film is formed. A convex portion protruding from the opening pattern of the film and growing may be used.

【０１１９】また、マスク膜１３は、空隙部１２ｃが形
成されればよく、溝部１２ｂの底面上にのみ形成しても
よい。The mask film 13 may be formed only on the bottom surface of the groove 12b as long as the space 12c is formed.

【０１２０】また、マスク膜１３の材料に窒化シリコン
を用いたが、窒化シリコンに代えて、他の誘電体膜又は
非晶質の絶縁膜を用いてもよい。具体的には、酸化シリ
コン（ＳｉＯ₂ ）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、酸
化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、窒化酸化アルミニウム
（ＡｌＮＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ₂ ）、酸化ジルコニ
ウム（ＺｒＯ₂ ）又は酸化ニオブ（Ｎｂ₂Ｏ₃）を用いて
もよい。これらの膜はＥＣＲスパッタ法を用いることに
より、比較的容易に形成することができる。Although silicon nitride is used as the material of the mask film 13, another dielectric film or an amorphous insulating film may be used instead of silicon nitride. Specifically, silicon oxide (SiO ₂ ), silicon oxynitride (SiON), aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ), aluminum nitride oxide (AlNO), titanium oxide (TiO ₂ ), zirconium oxide (ZrO ₂ ) or oxidized Niobium (Nb ₂ O ₃ ) may be used. These films can be formed relatively easily by using the ECR sputtering method.

【０１２１】（第１の実施形態の第１変形例）以下、本
発明の第１の実施形態の第１変形例として、マスク膜に
高融点金属又は高融点金属化物を用いる例を説明する。(First Modification of First Embodiment) Hereinafter, as a first modification of the first embodiment of the present invention, an example in which a refractory metal or a refractory metal is used for a mask film will be described.

【０１２２】選択成長用のマスク膜１３に、高融点金属
であるタングステン（Ｗ）を用いると、マスク膜１３に
誘電体を用いる場合と比べて結晶成長の選択性が向上
し、マスク膜１３上の多結晶体４１の析出がより抑えら
れる。これにより、多結晶体４１の影響を受けない高品
質な積層体３０を極めて容易に形成することができる。When tungsten (W), which is a high melting point metal, is used for the mask film 13 for selective growth, the selectivity of crystal growth is improved as compared with the case where a dielectric is used for the mask film 13. Of the polycrystalline body 41 is further suppressed. Thus, a high-quality laminate 30 that is not affected by the polycrystalline body 41 can be formed very easily.

【０１２３】これは金属からなるマスク膜１３の方が誘
電体からなるマスク膜１３と比べて、窒化物半導体結晶
との結合力が弱いことに起因する。This is because the mask film 13 made of a metal has a weaker bonding force with the nitride semiconductor crystal than the mask film 13 made of a dielectric.

【０１２４】また、高融点金属であるタングステンは、
その融点が３３８０℃と、金属で最も融点が高く且つ蒸
気圧も低くて特性が安定しているため、酸化シリコン等
の誘電体を用いた場合のシリコンや酸素等の不純物が選
択成長層１４へ混入する虞がない。このため、タングス
テンからなるマスク膜１３を用いて成長した選択成長層
１４には深い準位や非発光中心が形成されない。Further, tungsten, which is a high melting point metal,
Since its melting point is 3380 ° C., which has the highest melting point and the lowest vapor pressure of metal and its characteristics are stable, impurities such as silicon and oxygen when a dielectric such as silicon oxide is used enter the selective growth layer 14. There is no risk of mixing. Therefore, a deep level or a non-light-emitting center is not formed in the selective growth layer 14 grown using the mask film 13 made of tungsten.

【０１２５】図７は誘電体からなるマスク膜１３を用い
た選択成長層１４と、高融点金属からなるマスク膜１３
を用いた選択成長層１４との室温でのフォトルミネッセ
ンスを比較した結果を示している。FIG. 7 shows a selective growth layer 14 using a mask film 13 made of a dielectric and a mask film 13 made of a high melting point metal.
4 shows the result of comparing the photoluminescence at room temperature with the selective growth layer 14 using.

【０１２６】図７に示すように、第１変形例に係る選択
成長層１４は波長が４３０ｎｍ付近の深い準位からの発
光もなく、極めて強いバンド端発光を得られている。こ
れにより、第１の実施形態に係る選択成長層１４と比べ
て、より高品質な結晶体を得られることが分かる。従っ
て、このような高品位な選択成長層１４の上に積層体３
０を成長すれば、より発光効率が高いＭＱＷ活性層１８
を形成することができる。As shown in FIG. 7, the selective growth layer 14 according to the first modification does not emit light from a deep level having a wavelength of around 430 nm, and obtains extremely strong band-edge emission. This indicates that a higher quality crystal can be obtained as compared with the selective growth layer 14 according to the first embodiment. Therefore, the stacked body 3 is formed on the high-quality selective growth layer 14.
0, the MQW active layer 18 with higher luminous efficiency
Can be formed.

【０１２７】なお、第１変形例に係るマスク膜１３にタ
ングステンを用いたが、代わりに、他の高融点金属又は
高融点金属化物を用いてもよい。例えば、モリブデン
（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステンシリサイド
（ＷＳｉ_x ）、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ_x ）又
はニオブシリサイド（ＮｂＳｉ_x ）を用いてもよい。こ
れらの膜は、電子ビーム蒸着法又はスパッタ法を用いる
ことにより、比較的容易に得ることができる。Although tungsten is used for the mask film 13 according to the first modification, another high melting point metal or a high melting point metallized material may be used instead. For example, molybdenum (Mo), niobium (Nb), tungsten silicide (WSi _x), it may be used molybdenum silicide (MoSi _x) or niobium silicide (NbSi _x). These films can be obtained relatively easily by using an electron beam evaporation method or a sputtering method.

【０１２８】（第１の実施形態の第２変形例）図８は本
発明の第１の実施形態の第２変形例に係る窒化ガリウム
系半導体レーザ素子の断面構成を示している。図８にお
いて、図１に示す構成部材と同一の構成部材には同一の
符号を付すことにより説明を省略する。(Second Modification of First Embodiment) FIG. 8 shows a cross-sectional structure of a gallium nitride based semiconductor laser device according to a second modification of the first embodiment of the present invention. In FIG. 8, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【０１２９】図８に示すように、第２変形例に係る半導
体レーザ素子は、シード層１２の上に、選択成長層及び
ｎ型コンタクト層を設けることなく、ｎ型Ａｌ_0.07Ｇａ
_0.93Ｎからなるｎ型クラッド層１６を設けている。As shown in FIG. 8, the semiconductor laser device according to the second modification has n-type Al _0.07 Ga without providing a selective growth layer and an n-type contact layer on the seed layer 12.
_An n-type cladding layer 16 made of _0.93 N is provided.

【０１３０】第１の実施形態において説明したように、
シード層１２の上部に種結晶となる領域を除いて溝部１
２ｂを形成しているため、マスク膜１３の上側には空隙
部１２ｃが形成される。これにより、マスク膜１３上に
多結晶体が析出したとしても、該多結晶体がシード層１
２の上に選択成長する半導体層に取り込まれなくなる。
その結果、選択成長する半導体層の結晶性が良好とな
り、レーザ構造の積層体３０の一部であるｎ型クラッド
層１６をシード層１２の上に直接に形成できる。この場
合には、ｎ側電極２４は露出したｎ型クラッド層１６の
露出部分上に設けることになる。As described in the first embodiment,
The groove 1 is formed above the seed layer 12 except for a region serving as a seed crystal.
Since 2b is formed, a gap 12c is formed above the mask film 13. As a result, even if a polycrystal is deposited on the mask film 13, the polycrystal is deposited on the seed layer 1.
2 are not taken into the semiconductor layer selectively grown on the semiconductor layer 2.
As a result, the crystallinity of the semiconductor layer to be selectively grown is improved, and the n-type cladding layer 16 which is a part of the stacked body 30 having the laser structure can be formed directly on the seed layer 12. In this case, the n-side electrode 24 is provided on the exposed portion of the exposed n-type cladding layer 16.

【０１３１】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態について図面を参照しながら説明する。(Second Embodiment) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【０１３２】図９は本発明の第２の実施形態に係る窒化
ガリウム系半導体レーザ素子のＭ面を共振器端面とする
断面構成を示している。図９において、図１に示す構成
部材と同一の構成部材には同一の符号を付すことにより
説明を省略する。FIG. 9 shows a cross-sectional configuration of the gallium nitride based semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention, in which the M plane is a cavity end face. In FIG. 9, the same components as those shown in FIG.

【０１３３】本実施形態に係る半導体レーザ素子は、例
えば、サファイアからなる基板１１Ａの上部に、選択成
長用のストライプ状の凸部１１ａが共振器端面のＭ面に
垂直な方向、すなわち基板１１ＡのＡ軸（＝＜１１−２
０＞）方向に設けられている。In the semiconductor laser device according to the present embodiment, for example, a stripe-shaped convex portion 11a for selective growth is formed on the substrate 11A made of sapphire in a direction perpendicular to the M plane of the cavity end face, that is, on the substrate 11A. A axis (= <11-2
0>) direction.

【０１３４】ここで、ｎ型コンタクト層１５は、基板１
１Ａの各凸部１１ａのＣ面上に生成された単結晶核を種
結晶として直接に形成されていることを特徴とする。Here, the n-type contact layer 15 is
The single crystal nucleus generated on the C plane of each convex portion 11a of 1A is directly formed as a seed crystal.

【０１３５】以下、前記のように構成された半導体レー
ザ素子の製造方法について図面を参照しながら説明す
る。Hereinafter, a method of manufacturing the semiconductor laser device configured as described above will be described with reference to the drawings.

【０１３６】図１０（ａ）、図１０（ｂ）〜図１２は本
発明の第２の実施形態に係る半導体レーザ素子の工程順
の断面構成を示している。FIGS. 10 (a), 10 (b) to 12 show sectional structures of a semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention in the order of steps.

【０１３７】まず、図１０（ａ）に示すように、Ｃ面を
主面とする基板１１Ａ上にレジスト膜を塗布した後、塗
布したレジスト膜をフォトリソグラフィ法によりストラ
イプ状にパターニングを行なって、基板１１ＡのＡ軸方
向に延びるストライプ状パターンでその周期が約１０μ
ｍ〜３０μｍとなるレジストパターン４０を形成する。
続いて、レジストパターン４０をマスクとして、反応性
イオンエッチング（ＲＩＥ）等のドライエッチングによ
り基板１１Ａの上部に、断面幅が約９μｍ〜２７μｍで
深さが約２０ｎｍ〜５００ｎｍの溝部１１ｂを形成す
る。ここでは、溝部１１ｂ同士の間の領域からなる凸部
１１ａの断面幅を約１μｍ〜３μｍとしている。First, as shown in FIG. 10A, a resist film is applied on the substrate 11A having the C surface as a main surface, and the applied resist film is patterned into a stripe shape by photolithography. A stripe pattern extending in the A-axis direction of the substrate 11A has a period of about 10 μm.
A resist pattern 40 having a thickness of m to 30 μm is formed.
Subsequently, using the resist pattern 40 as a mask, a groove 11b having a sectional width of about 9 μm to 27 μm and a depth of about 20 nm to 500 nm is formed on the substrate 11A by dry etching such as reactive ion etching (RIE). Here, the cross-sectional width of the convex portion 11a formed of a region between the groove portions 11b is about 1 μm to 3 μm.

【０１３８】次に、図１０（ｂ）に示すように、レジス
トパターン４０を除去して、上部にＡ軸方向に延びるス
トライプ状の凸部１１ａを有する基板１１Ａを得る。Next, as shown in FIG. 10B, the resist pattern 40 is removed to obtain a substrate 11A having a stripe-shaped convex portion 11a extending in the A-axis direction on the upper portion.

【０１３９】次に、図１１に示すように、ＭＯＶＰＥ法
を用いて、基板温度を約１０００℃に昇温した後、例え
ば、圧力が約１００Ｔｏｒｒ（１Ｔｏｒｒ＝１３３．３
２２Ｐａ）の水素と窒素との混合雰囲気として、基板１
１Ａの上にトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、アンモニア
（ＮＨ₃ ）及びシラン（ＳｉＨ₄ ）を供給して、基板１
１Ａの上に、凸部１１ａの頂面に現われたＣ面上に生成
する単結晶核を種結晶として、ｎ型ＧａＮからなるｎ型
コンタクト層１５を成長する。このとき、ｎ型コンタク
ト層１５は、各凸部１１ａの頂面から上方に成長すると
共に、基板面に平行な方向にも成長して、隣接する溝部
１１ｂの両側から成長してきた結晶体同士の互いに対向
する側面が溝部１１ｂのほぼ中央部で接合して接合部１
５ａを形成する。これにより、複数の凸部１１ａの頂面
から成長する各結晶体は一体化されて、上面がＣ面から
なるｎ型コンタクト層１５が形成される。また、このと
き、各溝部１１ｂの底面及び壁面とｎ型コンタクト層１
５の下面とにより囲まれてなる複数の空隙部１１ｃが形
成される。Next, as shown in FIG. 11, after the substrate temperature was raised to about 1000 ° C. by using the MOVPE method, for example, the pressure was about 100 Torr (1 Torr = 133.3).
22 Pa) as a mixed atmosphere of hydrogen and nitrogen,
Trimethylgallium (TMG), ammonia (NH ₃ ), and silane (SiH ₄ ) are supplied on 1A to form a substrate 1
On 1A, an n-type contact layer 15 made of n-type GaN is grown using a single crystal nucleus generated on the C-plane appearing on the top surface of the projection 11a as a seed crystal. At this time, the n-type contact layer 15 grows upward from the top surface of each convex portion 11a, and also grows in a direction parallel to the substrate surface, so that the crystals grown from both sides of the adjacent groove portion 11b are formed. The opposing side surfaces are joined at substantially the center of the groove 11b to form a joint 1
5a is formed. As a result, the respective crystals growing from the top surfaces of the plurality of projections 11a are integrated, and an n-type contact layer 15 having an upper surface formed of a C plane is formed. At this time, the bottom and wall surfaces of each groove 11b and the n-type contact layer 1
A plurality of gaps 11c surrounded by the lower surface of the fifth hole 5 are formed.

【０１４０】ここで、サファイアからなる基板１１Ａに
よる選択成長の成長機構を説明する。Here, the growth mechanism of the selective growth using the sapphire substrate 11A will be described.

【０１４１】通常、窒化物半導体を成長する際に、該窒
化物半導体と格子定数が異なる基板を用いる場合には、
基板上に窒化物半導体からなる低温バッファ層を介さず
にＧａＮ結晶を直接に成長させると、ＧａＮからなる単
結晶核同士が合体してなる３次元的な膜しか得られな
い。Normally, when a nitride semiconductor is grown, when a substrate having a different lattice constant from that of the nitride semiconductor is used,
When a GaN crystal is directly grown on a substrate without a low-temperature buffer layer made of a nitride semiconductor, only a three-dimensional film in which single crystal nuclei made of GaN are united can be obtained.

【０１４２】一方、本実施形態においては、基板１１Ａ
の溝部１１ｂの形成にドライエッチングを施しているた
め、溝部１１ｂの底面及び壁面上にはドライエッチング
によるダメージ層が形成される。このため、溝部１１ｂ
の底面及び壁面上では単結晶核の生成が阻害される。ま
た、ドライエッチングが施されていない凸部１１ａの頂
面は、その断面幅が約１μｍ〜３μｍと小さいため、高
密度の単結晶核が容易に生成される。このように凸部１
１ａの頂面上に生成された単結晶核が選択成長の種結晶
となり、前述の成長条件で基板面方向への選択成長が促
進される。On the other hand, in the present embodiment, the substrate 11A
Since the groove 11b is formed by dry etching, a damage layer due to dry etching is formed on the bottom and wall surfaces of the groove 11b. Therefore, the groove 11b
The formation of single crystal nuclei is inhibited on the bottom surface and the wall surface. In addition, since the cross-sectional width of the top surface of the convex portion 11a that has not been subjected to dry etching is as small as about 1 μm to 3 μm, high-density single crystal nuclei are easily generated. Thus, the convex portion 1
The single crystal nucleus generated on the top surface of 1a becomes a seed crystal for selective growth, and the selective growth in the substrate surface direction is promoted under the above-described growth conditions.

【０１４３】図１１において、接合部１５ａ以外の選択
成長領域では貫通転位が約１ｘ１０ ⁶ ｃｍ^-2の密度で観
測されるのに対して、接合部１５ａではＣ面内に水平な
転位が約４ｘ１０⁷ ｃｍ^-2の密度で観測される。ｎ型コ
ンタクト層１５の厚さは、溝部１１ｂの幅等にも依存す
るが、約２μｍ〜６μｍとしている。また、ｎ型コンタ
クト層１５における凸部１１ａの上側部分のＣ軸と空隙
部１１ｃ上の領域のＣ軸とのチルト角は０．０１度〜
０．０３度に抑えられている。In FIG. 11, selection of parts other than the joint 15a is performed.
Threading dislocations are about 1 × 10 ⁶ cm^-2View at the density of
On the other hand, at the joint 15a,
About 4x10 dislocations⁷ cm^-2Observed at a density of n-type
The thickness of the contact layer 15 also depends on the width of the groove 11b and the like.
However, it is about 2 μm to 6 μm. Also, n-type contour
C-axis and air gap in the upper part of the protrusion 11a in the project layer 15
The tilt angle of the region on the part 11c with respect to the C axis is 0.01 degree or more.
It is suppressed to 0.03 degrees.

【０１４４】このように、本実施形態に係るＥＬＯ成長
法が従来のＥＬＯ成長と比較してチルト角が極めて小さ
くなるのは、ＥＬＯ成長した結晶層であるｎ型コンタク
ト層１５が基板１１Ａと接触しておらず、マスク膜１３
との界面で従来のようなストレスが発生しないからであ
る。As described above, the tilt angle of the ELO growth method according to the present embodiment is extremely smaller than that of the conventional ELO growth because the n-type contact layer 15 which is the crystal layer grown by the ELO is in contact with the substrate 11A. The mask film 13
This is because stress unlike the conventional case does not occur at the interface with the substrate.

【０１４５】なお、このとき、接合部１５ａの下部に、
空隙部１１ｃ側に開口する逆Ｖ字状のボイドが現われ
る。At this time, at the bottom of the joint 15a,
An inverted V-shaped void that opens toward the gap 11c appears.

【０１４６】さらに、本実施形態においては、ｎ型コン
タクト層１５の選択成長を行なう際に、溝部１１ｂの底
面上に多結晶体が析出したとしても、基板１１Ａの上部
に設けた凸部１１ａと溝部１１ｂとの間に生じる段差に
よって多結晶体がｎ型コンタクト層１５と接触しないた
め、積層体３０の結晶の品質に悪影響を及ぼすことはな
い。その結果、積層体３０から形成されるレーザ素子の
動作特性のばらつきを低減でき、歩留まりを向上させる
ことができる。Further, in the present embodiment, even when a polycrystalline substance is deposited on the bottom surface of trench 11b during the selective growth of n-type contact layer 15, projection 11a provided on top of substrate 11A has Since the polycrystalline body does not contact the n-type contact layer 15 due to the step generated between the polycrystalline body and the groove portion 11b, the crystal quality of the stacked body 30 is not adversely affected. As a result, it is possible to reduce the variation in the operating characteristics of the laser device formed from the stacked body 30 and improve the yield.

【０１４７】次に、図１２に示すように、ｎ型コンタク
ト層１５の上に積層体３０の残りの半導体層を形成す
る。Next, as shown in FIG. 12, the remaining semiconductor layers of the stacked body 30 are formed on the n-type contact layer 15.

【０１４８】すなわち、例えば、基板温度を約９７０℃
に設定した後、圧力が約３００Ｔｏｒｒの水素と窒素と
の混合雰囲気として、ｎ型コンタクト層１５の上に、ｎ
型クラッド層１６、ｎ型光ガイド層１７、ＭＱＷ活性層
１８、ｐ型光ガイド層１９、ｐ型クラッド層２０及びｐ
型コンタクト層２１を順次成長する。ここでは、ＭＱＷ
活性層１８を、厚さが約４ｎｍのＧａ_0.92Ｉｎ_0.08Ｎか
らなる井戸層と厚さが約６ｎｍのＧａＮからなるバリア
層により構成している。That is, for example, the substrate temperature is set to about 970 ° C.
Then, as a mixed atmosphere of hydrogen and nitrogen at a pressure of about 300 Torr, n
Clad layer 16, n-type light guide layer 17, MQW active layer 18, p-type light guide layer 19, p-type clad layer 20, p
The mold contact layer 21 is sequentially grown. Here, MQW
The active layer 18 is composed of a well layer made of Ga _0.92 In _0.08 N having a thickness of about 4 nm and a barrier layer made of GaN having a thickness of about 6 nm.

【０１４９】続いて、図９に示すように、ｐ型クラッド
層２０の上部及びｐ型コンタクト層２１に対して、積層
体３０のＭ軸（＝＜１−１００＞）方向、すなわち、基
板１１Ａの溝部１１ｂと平行な方向に、ＭＷＱ活性層１
８に選択的に電流を注入するリッジ部３１を、空隙部１
１ｃの上方で且つ接合部１５ａと重ならない領域、すな
わち、低転位密度領域に形成する。ここで、リッジ部３
１の幅は約２μｍ〜５μｍとしている。Subsequently, as shown in FIG. 9, with respect to the upper part of the p-type cladding layer 20 and the p-type contact layer 21, the M-axis (= <1-100>) direction of the stacked body 30, that is, the substrate 11A MWQ active layer 1 in a direction parallel to groove 11b
The ridge 31 for selectively injecting current into the gap 8
It is formed in a region above 1c and not overlapping with the joint 15a, that is, in a low dislocation density region. Here, the ridge 3
The width of 1 is about 2 μm to 5 μm.

【０１５０】なお、ＧａＮ系結晶は可視光にとって透明
であるため、光学顕微鏡により凸部１１ａと空隙部１１
ｃとを識別することが容易である。このため、フォトリ
ソグラフィ法を用いたリッジ部３１の位置決めを行なう
際に、専用のアライメントパターンを用いる必要がな
い。Since the GaN-based crystal is transparent to visible light, the projection 11a and the void 11
c can be easily identified. Therefore, it is not necessary to use a dedicated alignment pattern when positioning the ridge 31 using the photolithography method.

【０１５１】次に、積層体３０のリッジ部３１を含まな
い領域をマスクして、ｎ型コンタクト層１５を露出した
後、積層体３０の露出面に絶縁膜２２を堆積する。続い
て、絶縁膜２２上にリッジ部３１を跨ぐと共にｐ型コン
タクト層２１の絶縁膜２２からの露出領域上にｐ側電極
２３を形成する。また、ｎ型コンタクト層１５における
絶縁膜２２からの露出領域上にｎ側電極２４を形成す
る。Next, after exposing the n-type contact layer 15 by using a region of the laminate 30 not including the ridge portion 31 as a mask, an insulating film 22 is deposited on the exposed surface of the laminate 30. Subsequently, a p-side electrode 23 is formed on the insulating film 22 over the ridge portion 31 and on a region of the p-type contact layer 21 exposed from the insulating film 22. Further, an n-side electrode 24 is formed on a region of the n-type contact layer 15 exposed from the insulating film 22.

【０１５２】次に、積層体３０のＭ面で、すなわち基板
１１ＡをそのＡ面でへき開することにより共振器端面を
形成する。前述したように、サファイアのＡ面はへき開
が困難な結晶面であるが、基板１１Ａに空隙部１１ｃを
設けたことにより、へき開が所定の位置からずれた状態
でサファイア結晶が破断したとしても、この破断が積層
体３０に伝播しないため、共振器端面の近傍には良好な
へき開面を容易に得ることができる。これにより、レー
ザ素子のへき開による歩留まりを高くすることができ
る。Next, the cavity end face is formed by cleaving the M surface of the laminated body 30, that is, the substrate 11A is cleaved at the A surface. As described above, the A-plane of sapphire is a crystal plane that is difficult to cleave, but even if the sapphire crystal breaks in a state in which the cleavage is shifted from a predetermined position by providing the gap 11c in the substrate 11A, Since this fracture does not propagate to the laminate 30, a good cleavage surface can be easily obtained in the vicinity of the cavity end face. Thereby, the yield due to cleavage of the laser element can be increased.

【０１５３】次に、へき開した共振器の両端面に適当な
反射率となるように誘電体膜等によってコーティングを
施し、その後、リッジ部３１に対して平行な側面でチッ
プ状に分割して半導体レーザ素子を得る。Next, a coating is applied to both end surfaces of the cleaved resonator with a dielectric film or the like so as to have an appropriate reflectivity. Obtain a laser device.

【０１５４】本実施形態に係る半導体レーザ素子は、第
１の実施形態で述べたように、ＥＬＯ成長した領域にお
いて一様なステップフロー成長が観察される。このよう
な平坦な表面上にＭＱＷ活性層１８を成長すると、イン
ジウムの局所的な偏析が起こらない。その結果、ＭＱＷ
活性層１８は高品位な結晶体となるので、レーザ素子の
動作電流を低減することができる。In the semiconductor laser device according to the present embodiment, as described in the first embodiment, uniform step flow growth is observed in the region where ELO has been grown. When the MQW active layer 18 is grown on such a flat surface, local segregation of indium does not occur. As a result, MQW
Since the active layer 18 is a high-quality crystal, the operating current of the laser element can be reduced.

【０１５５】図１３は本実施形態に係る半導体レーザ素
子から出射されるレーザ光の共振器端面に平行な方向に
おける遠視野像を示しており、単峰性の良好な光強度分
布が得られている。一方、第１の従来例に係る半導体レ
ーザ素子は、図４２に示したように、光強度分布が多峰
性となる遠視野像を示す。FIG. 13 shows a far-field image of a laser beam emitted from the semiconductor laser device according to the present embodiment in a direction parallel to the cavity end face, and a light intensity distribution with good single-peak property is obtained. I have. On the other hand, the semiconductor laser device according to the first conventional example shows a far-field image in which the light intensity distribution is multimodal, as shown in FIG.

【０１５６】本実施形態に係る半導体レーザ素子に単峰
性を得られるのは、積層体３０と基板１１Ａとの間に空
隙部１１ｃが設けられることにより、積層体３０と基板
１１Ａとが光学的に互いに分離されているためである。The semiconductor laser device according to the present embodiment can obtain a single-peak property because the gap 30c is provided between the stacked body 30 and the substrate 11A so that the stacked body 30 and the substrate 11A are optically connected. Because they are separated from each other.

【０１５７】具体的に説明すると、図９に示すように、
ｎ型クラッド層１６の下側には、該ｎ型クラッド層１６
よりも光の屈折率が大きいｎ型コンタクト層１５が形成
されているため、ＭＱＷ活性層１８で生成された生成光
が基板１１Ａ側に漏れやすい。しかしながら、本実施形
態においては、ｎ型コンタクト層１５の下側に、屈折率
が極めて低い空隙部１１ｃを設けているため、ｎ型クラ
ッド層１６と基板１１Ａとの間に寄生的な導波路が形成
されず、従って、生成光の漏れによるＭＱＷ活性層１８
の光の閉じ込め係数値が低下しないからである。More specifically, as shown in FIG.
Under the n-type cladding layer 16, the n-type cladding layer 16
Since the n-type contact layer 15 having a higher light refractive index is formed, light generated by the MQW active layer 18 easily leaks to the substrate 11A side. However, in the present embodiment, since the void 11c having an extremely low refractive index is provided below the n-type contact layer 15, a parasitic waveguide is formed between the n-type cladding layer 16 and the substrate 11A. Is not formed, and therefore, the MQW active layer 18 due to leakage of generated light.
This is because the value of the light confinement coefficient does not decrease.

【０１５８】なお、この寄生的な導波路の生成を阻止す
る効果は、空隙部１１ｃの基板面に垂直な方向の間隔、
すなわち溝部１１ｂの深さに依存する。計算機シミュレ
ーションによると、溝部１１ｂの深さ寸法が少なくとも
５０ｎｍ程度あれば、基板１１Ａ側への光の漏れが実質
的になくなることを確認している。It should be noted that the effect of preventing the generation of the parasitic waveguide is caused by the gap between the gap 11c in the direction perpendicular to the substrate surface,
That is, it depends on the depth of the groove 11b. According to the computer simulation, it has been confirmed that when the depth dimension of the groove 11b is at least about 50 nm, light leakage to the substrate 11A side is substantially eliminated.

【０１５９】また、ＧａＮからなるｎ型コンタクト層１
５にアルミニウムを２％以上添加すると、基板１１Ａ側
への光の漏れをより効果的に抑制できることをも確認し
ている。The n-type contact layer 1 made of GaN
It has also been confirmed that when aluminum is added at 2% or more to 5, the leakage of light to the substrate 11A side can be more effectively suppressed.

【０１６０】また、本実施形態においては、基板１１Ａ
の凸部１１ａの頂面に生成される単結晶核として窒化ガ
リウムを用いたが、他の窒化ガリウム系の混晶、すなわ
ち、Ａｌ_u Ｇａ_v Ｉｎ_w Ｎ（但し、ｕ，ｖ，ｗは、０≦
ｕ，ｖ，ｗ≦１、ｕ＋ｖ＋ｗ＝１である。）であればよ
い。混晶の場合は、該混晶の組成に応じてＥＬＯ成長に
最適な成長条件を選ぶことができる。In this embodiment, the substrate 11A
Of was used gallium nitride as the single crystal nuclei generated on the top surface of the convex portion 11a, a mixed crystal of other gallium nitride-based, _{i.e., Al u Ga v In w N} ( where, u, v, w are 0 ≦
u, v, w ≦ 1, u + v + w = 1. ). In the case of a mixed crystal, optimal growth conditions for ELO growth can be selected according to the composition of the mixed crystal.

【０１６１】また、基板１１Ａにサファイアを用いた
が、サファイアに代えて、例えば炭化ケイ素や窒化ガリ
ウム等を用いてもよい。但し、炭化ケイ素を基板１１Ａ
に用いると、積層体３０に引っ張り歪みが加わり、クラ
ックが発生しやすくなるため、溝部１１ｂの断面幅をで
きるだけ小さくすることにより、ｎ型コンタクト層１５
が一体化されたときの膜厚が２μｍ未満となるようにす
ることが望ましい。また、基板１１Ａに炭化ケイ素や窒
化ガリウムを用いた場合は、へき開はＭ面及びＡ面のい
ずれの面でも容易となるが、溝部１１ｂのストライプ方
向と直交する面でへき開する方が歩留まりを高くでき
る。Although sapphire is used for the substrate 11A, silicon carbide, gallium nitride, or the like may be used instead of sapphire. However, silicon carbide is used for the substrate 11A.
In this case, a tensile strain is applied to the stacked body 30 and cracks are easily generated. Therefore, the cross-sectional width of the groove 11b is made as small as possible, so that the n-type contact layer 15 is formed.
It is desirable that the film thickness when integrated is less than 2 μm. In addition, when silicon carbide or gallium nitride is used for the substrate 11A, cleavage is easy on any of the M-plane and the A-plane, but the cleavage is more easily performed on the plane orthogonal to the stripe direction of the groove 11b. it can.

【０１６２】また、基板１１Ａに溝部１１ｂを形成する
際に、ＲＩＥ法によるドライエッチングを用いたが、溝
部１１ｂの底面及び壁面にダメージ層を形成し、窒化ガ
リウム系半導体に選択成長性を付与できる方法であれ
ば、他のドライエッチング方法、例えば、イオンミリン
グ法を用いてもよい。Further, when the groove 11b is formed in the substrate 11A, dry etching by the RIE method is used. However, a damage layer is formed on the bottom surface and the wall surface of the groove 11b so that the gallium nitride based semiconductor can be selectively grown. If it is a method, another dry etching method, for example, an ion milling method may be used.

【０１６３】また、溝部１１ｂのダメージ層をＥＬＯ成
長のためのマスク層としたが、析出した多結晶体がダメ
ージ層に付着するような場合、特に、基板１１Ａに窒化
ガリウムを用いる場合には、選択性をより向上させるた
めに、窒化シリコン等からなるマスク膜を溝部１１ｂの
少なくとも底面上に形成することが好ましい。Although the damaged layer of the groove 11b is used as a mask layer for ELO growth, when the deposited polycrystal adheres to the damaged layer, particularly when gallium nitride is used for the substrate 11A, In order to further improve the selectivity, it is preferable to form a mask film made of silicon nitride or the like on at least the bottom surface of the groove 11b.

【０１６４】なお、マスク膜１３は、窒化シリコンに限
らず、第１の実施形態に示した誘電体、非晶質の絶縁体
でも良く、さらには、その第１変形例に示した高融点金
属又は高融点金属化物を用いることが好ましい。The mask film 13 is not limited to silicon nitride, but may be the dielectric or amorphous insulator described in the first embodiment. Further, the high melting point metal shown in the first modified example may be used. Alternatively, it is preferable to use a metal having a high melting point.

【０１６５】以上説明したように、本実施形態に係る発
明は、レーザ素子に関するが、転位密度が低い窒化ガリ
ウム系結晶を得る半導体の製造方法としても適用でき
る。さらに、第１の実施形態のように、基板１１上にシ
ード層１２を設けないため、製造プロセスを簡略化でき
る。As described above, the invention according to the present embodiment relates to a laser device, but can also be applied as a method of manufacturing a semiconductor for obtaining a gallium nitride-based crystal having a low dislocation density. Furthermore, unlike the first embodiment, since the seed layer 12 is not provided on the substrate 11, the manufacturing process can be simplified.

【０１６６】また、本実施形態に係る低転位密度領域を
有する窒化物半導体層を用いることにより、発光素子に
限らず、電子素子等の他の半導体素子を形成しても良
い。これにより、該半導体素子の高信頼性と高歩留まり
とを実現できる。Further, by using the nitride semiconductor layer having the low dislocation density region according to the present embodiment, not only the light emitting element but also other semiconductor elements such as an electronic element may be formed. Thereby, high reliability and high yield of the semiconductor element can be realized.

【０１６７】（第３の実施形態）以下、本発明の第３の
実施形態について図面を参照しながら説明する。(Third Embodiment) Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【０１６８】図１４は本発明の第３の実施形態に係る窒
化ガリウム系半導体レーザ素子の断面構成を示してい
る。図１４において、図１に示す構成部材と同一の構成
部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。FIG. 14 shows a sectional structure of a gallium nitride based semiconductor laser device according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 14, the same components as those shown in FIG.

【０１６９】第１の実施形態との構成上の相違点のみを
説明する。Only the structural differences from the first embodiment will be described.

【０１７０】シード層１２の各凸部１２ａの頂面から成
長して一体化された選択成長層１４Ａに窒化アルミニウ
ムガリウム（ＡｌＧａＮ）を用いる共に、ｎ型ＡｌＧａ
Ｎとｎ型ＧａＮとを含む超格子構造を持つｎ型超格子ク
ラッド層１６Ａがｎ型コンタクト層１５を兼ねる構成を
採る。これにより、ＭＱＷ活性層１８の光の閉じ込め係
数値を大きくしている。Aluminum gallium nitride (AlGaN) is used for the selective growth layer 14A which is grown from the top surface of each projection 12a of the seed layer 12 and integrated, and n-type AlGa is used.
An n-type superlattice cladding layer 16A having a superlattice structure including N and n-type GaN also serves as the n-type contact layer 15. Thereby, the light confinement coefficient value of the MQW active layer 18 is increased.

【０１７１】図１５は本実施形態に係る半導体レーザ素
子のリッジ部における基板と垂直な方向の屈折率分布
と、共振器端面の光強度分布との関係を示している。ま
た、図１６は本実施形態に係る半導体レーザ素子から出
射されるレーザ光の共振器端面に平行な方向における遠
視野像を示している。FIG. 15 shows the relationship between the refractive index distribution in the direction perpendicular to the substrate in the ridge portion of the semiconductor laser device according to the present embodiment and the light intensity distribution on the cavity facet. FIG. 16 shows a far-field image of a laser beam emitted from the semiconductor laser device according to the present embodiment in a direction parallel to the cavity end face.

【０１７２】第３の実施形態においては、シード層１２
の溝部１２ｂの深さを約５０ｎｍとし、ｎ型超格子クラ
ッド層１６Ａの平均組成をＡｌ_0.07Ｇａ_0.93Ｎとしてい
る。また、ｎ型光ガイド層１７から上の積層体の構成
は、図３７に示した従来の半導体レーザ素子と同等の構
成としている。In the third embodiment, the seed layer 12
The groove 12b has a depth of about 50 nm, and the average composition of the n-type superlattice cladding layer 16A is Al _0.07 Ga _0.93 N. The configuration of the stacked body above the n-type light guide layer 17 is equivalent to the configuration of the conventional semiconductor laser device shown in FIG.

【０１７３】図１５から分かるように、本実施形態に係
る半導体レーザ素子は基板１１側への生成光の漏れがみ
られない。また、ＭＱＷ活性層１８への光の閉じ込め係
数値は、図４１の場合の約１．５４倍にも達することを
確認している。As can be seen from FIG. 15, the semiconductor laser device according to the present embodiment does not show leakage of generated light to the substrate 11 side. In addition, it has been confirmed that the value of the light confinement coefficient of the light in the MQW active layer 18 reaches about 1.54 times that in the case of FIG.

【０１７４】これは、ＭＱＷ活性層１８が、シード層１
２の空隙部１２ｃによって基板１１と分離されている上
に、ｎ型超格子クラッド層１６Ａとシード層１２との間
に、光の屈折率がｎ型超格子クラッド層１６Ａよりも小
さいか又同等の屈折率を持つｎ型ＡｌＧａＮからなる選
択成長層１４Ａを設けていることによる。これにより、
ｎ型超格子クラッド層１６Ａと基板１１との間に寄生的
な導波路が形成されないため、ＭＱＷ活性層１８におけ
る光の閉じ込め係数値の生成光の漏れによる低下を抑制
できる。This is because the MQW active layer 18 has the seed layer 1
In addition to being separated from the substrate 11 by the two voids 12c, the refractive index of light between the n-type superlattice cladding layer 16A and the seed layer 12 is smaller than or equal to that of the n-type superlattice cladding layer 16A. Is provided by providing the selective growth layer 14A made of n-type AlGaN having a refractive index of This allows
Since no parasitic waveguide is formed between the n-type superlattice cladding layer 16A and the substrate 11, a decrease in the light confinement coefficient value in the MQW active layer 18 due to leakage of generated light can be suppressed.

【０１７５】なお、この寄生的な導波路の生成を阻止す
る効果は、空隙部１２ｃの基板面に垂直な方向の間隔、
すなわち溝部１２ｂの深さ寸法に依存する。前述したよ
うに、溝部１２ｂの深さ寸法が少なくとも５０ｎｍ程度
あれば、基板１１側への光の漏れを実質的になくすこと
ができる。The effect of preventing the generation of the parasitic waveguide is attributable to the spacing of the gap 12c in the direction perpendicular to the substrate surface.
That is, it depends on the depth dimension of the groove 12b. As described above, if the depth of the groove 12b is at least about 50 nm, light leakage to the substrate 11 can be substantially eliminated.

【０１７６】また、選択成長層１４Ａのアルミニウムの
組成は、２％以上、望ましくは４％以上とすることによ
り、生成光の基板１１側への漏れを抑制できる。Further, by setting the aluminum composition of the selective growth layer 14A to 2% or more, preferably 4% or more, leakage of generated light to the substrate 11 side can be suppressed.

【０１７７】また、本実施形態においても、選択成長層
１４Ａを成長する際に、ＡｌＧａＮからなる多結晶体が
マスク膜１３上に析出したままＥＬＯ成長を続行して
も、種結晶である凸部１２ａの頂面と多結晶体が析出し
た溝部１２ｂの底面との間には段差が生じているため、
多結晶体により選択成長層１４Ａの結晶性が劣化するこ
とがない。その結果、積層体３０の結晶性のばらつきを
大きく低減でき、半導体レーザ素子の製造の歩留まりが
向上する。Also in the present embodiment, when the selective growth layer 14A is grown, even if the ELO growth is continued while the polycrystalline body made of AlGaN is deposited on the mask film 13, the projections serving as seed crystals are formed. Since there is a step between the top surface of 12a and the bottom surface of the groove 12b on which the polycrystal is deposited,
The polycrystalline body does not deteriorate the crystallinity of the selective growth layer 14A. As a result, the variation in the crystallinity of the stacked body 30 can be greatly reduced, and the production yield of the semiconductor laser device is improved.

【０１７８】以下、積層体３０上のリッジ部３１の位置
合わせ方法について説明する。Hereinafter, a method of positioning the ridge portion 31 on the laminate 30 will be described.

【０１７９】積層体３０における空隙部１２ｃの上方の
低転位密度領域にリッジ部３１を形成するには、フォト
リソグラフィ法によりリッジ部３１の位置決めを高精度
に行なう必要がある。In order to form the ridge portion 31 in the low dislocation density region above the void portion 12c in the laminate 30, it is necessary to position the ridge portion 31 with high accuracy by photolithography.

【０１８０】図１７は積層体３０を形成する前の選択成
長層１４の光学顕微鏡による平面写真と、それと対応す
る選択成長層１４の断面構成を表わしている。図１７に
示すように、光学顕微鏡によって、低転位密度領域１４
ｃは、高転位密度領域１４ｂ及び接合部１４ａと容易に
識別できる。従って、フォトリソグラフィ法によるリッ
ジ部３１の位置決めを行なう工程において、専用のアラ
イメントパターン（位置合わせマーク）を用意する必要
がない。FIG. 17 shows a plan photograph of the selective growth layer 14 before forming the laminate 30 by an optical microscope, and a cross-sectional structure of the selective growth layer 14 corresponding thereto. As shown in FIG. 17, a low dislocation density region 14
c can be easily distinguished from the high dislocation density region 14b and the junction 14a. Therefore, it is not necessary to prepare a dedicated alignment pattern (alignment mark) in the step of positioning the ridge portion 31 by the photolithography method.

【０１８１】また、共振器端面の形成には、基板１１及
び積層体３０をへき開する必要がある。本実施形態にお
いても、シード層１２に設けた空隙部１２ｃにより、基
板１１に生じた傷が空隙部１２ｃでとどまるため、積層
体３０への影響を確実に低減できる。In order to form the resonator end face, it is necessary to cleave the substrate 11 and the laminate 30. Also in the present embodiment, since the gaps 12c provided in the seed layer 12 cause the scratches generated on the substrate 11 to stay in the gaps 12c, the influence on the stacked body 30 can be reliably reduced.

【０１８２】本実施例においては、ｎ側電極２４はｎ型
超格子クラッド層１６Ａと接するように形成されてお
り、ｎ型超格子クラッド層１６Ａをｎ型コンタクト層と
している。In this embodiment, the n-side electrode 24 is formed so as to be in contact with the n-type superlattice cladding layer 16A, and the n-type superlattice cladding layer 16A is used as an n-type contact layer.

【０１８３】前述したように、ＭＱＷ活性層１８からの
生成光が基板１１側に漏れないためには、ｎ型光ガイド
層１７と空隙部１２ｃとの間にアルミニウムを含む半導
体層によって構成する必要がある。ところが、ｎ側電極
２４を形成するためのｎ型コンタクト層にアルミニウム
の組成が大きいバルク層（単層）、例えば、ｎ型Ａｌ
_0.07Ｇａ_0.93Ｎからなる単層を用いると、該単層の抵抗
率が窒化ガリウムと比べて２倍程度に増えたり、さらに
はコンタクト抵抗が増えたりして、レーザ素子の駆動電
圧が増大してしまう。As described above, the MQW active layer 18
In order to prevent the generated light from leaking to the substrate 11, an n-type light guide
Semiconductor containing aluminum between the layer 17 and the gap 12c
It must be composed of body layers. However, the n-side electrode
Aluminum for the n-type contact layer for forming
Layer (single layer) having a large composition of, for example, n-type Al
_0.07Ga_0.93When a single layer of N is used, the resistance of the single layer
The rate is about twice that of gallium nitride,
Drive current of the laser element
The pressure will increase.

【０１８４】本願発明者らは種々検討を重ねた結果、例
えば、ｎ型Ａｌ_0.14Ｇａ_0.86Ｎとｎ型ＧａＮとからなる
ｎ型超格子クラッド層１６Ａの比抵抗は単層のｎ型Ｇａ
Ｎ層の比抵抗とほぼ同等となるという知見を得ている。
これは超格子半導体層に生成される２次元電子ガスの移
動度が大きいためである。さらに、本願発明者らは、超
格子を構成する単位層の膜厚を十分に小さく、例えば２
ｎｍ程度とすることにより、コンタクト抵抗がｎ型Ｇａ
Ｎ層と同等にできるという知見をも得ている。このとき
のｎ型不純物のドーピング濃度を１×１０¹⁸ｃｍ^-3程度
としている。As a result of various studies, the present inventors have found that, for example, the specific resistance of the n-type superlattice cladding layer 16A composed of n-type Al _0.14 Ga _0.86 N and n-type GaN is a single-layer n-type Ga
It has been found that the specific resistance is almost equal to the specific resistance of the N layer.
This is because the mobility of the two-dimensional electron gas generated in the superlattice semiconductor layer is large. Further, the inventors of the present application have set the thickness of the unit layer constituting the superlattice sufficiently small, for example, 2
nm, the contact resistance becomes n-type Ga.
It has also been found that it can be made equivalent to the N layer. At this time, the doping concentration of the n-type impurity is about 1 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ .

【０１８５】これにより、ＡｌＧａＮとＧａＮとを超格
子構造とすることにより、ＡｌＧａＮの低屈折率を生か
しながら、同時に低抵抗化をも実現でき、低電圧化を確
実に達成できる。Thus, by making AlGaN and GaN have a superlattice structure, it is possible to realize low resistance while utilizing the low refractive index of AlGaN, and to surely achieve low voltage.

【０１８６】なお、超格子層は、アルミニウムの平均組
成が２％で且つ膜厚がλ／（４ｎ）以下が好ましい。こ
こで、λは光の波長であり、ｎは単位層の屈折率であ
る。The superlattice layer preferably has an average aluminum composition of 2% and a thickness of λ / (4n) or less. Here, λ is the wavelength of light, and n is the refractive index of the unit layer.

【０１８７】さらに、本実施形態によると、図１７に示
す選択成長層１４Ａの低転位密度領域１４ｃは、原子間
力顕微鏡（Atomic-Force-Microscopy：ＡＦＭ）による
測定によって、一様なステップフロー成長が確認されて
おり、表面は良好な平坦性を有している。その結果、イ
ンジウムを含むＭＱＷ活性層１８の成長時に、インジウ
ムの局所的な偏析が生じなくなるので、しきい値電流を
低減することができる。Further, according to the present embodiment, the low dislocation density region 14c of the selective growth layer 14A shown in FIG. 17 has a uniform step flow growth as measured by an atomic force microscope (AFM). Have been confirmed, and the surface has good flatness. As a result, when the MQW active layer 18 containing indium is grown, local segregation of indium does not occur, so that the threshold current can be reduced.

【０１８８】また、基板１１にサファイアを用いたが、
サファイアに代えて、例えば炭化ケイ素、ネオジムガレ
ート（ＮＧＯ）又は窒化ガリウム等を用いてもよい。Although sapphire was used for the substrate 11,
Instead of sapphire, for example, silicon carbide, neodymium gallate (NGO), gallium nitride, or the like may be used.

【０１８９】また、シード層１２の上部の凸部１２ａの
形成にリフトオフ法を用いたが、凸部１２ａ及び溝部１
２ｂが形成でき、該溝部１２ｂの少なくとも底面上にマ
スク膜１３が残る方法であれば、他の方法を用いてもよ
い。The lift-off method was used to form the protrusions 12a on the seed layer 12, but the protrusions 12a and the grooves 1a were not used.
2b can be formed as long as the mask film 13 remains on at least the bottom surface of the groove 12b.

【０１９０】また、マスク膜１３は、空隙部１２ｃが形
成されればよく、溝部１２ｂの底面上にのみ形成しても
よい。The mask film 13 may be formed only on the bottom surface of the groove 12b, as long as the space 12c is formed.

【０１９１】また、マスク膜１３には、ＥＣＲスパッタ
法による窒化シリコンや酸化シリコン等の誘電体を用い
ても良く、さらに好ましくは、タングステン等の高融点
金属やそのシリサイド化物を用いると良い。For the mask film 13, a dielectric such as silicon nitride or silicon oxide by ECR sputtering may be used, and more preferably, a high melting point metal such as tungsten or a silicide thereof is used.

【０１９２】（第４の実施形態）以下、本発明の第４の
実施形態について図面を参照しながら説明する。(Fourth Embodiment) Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【０１９３】図１８は本発明の第４の実施形態に係る窒
化ガリウム系半導体レーザ素子の断面構成を示してい
る。図１８において、図１に示す構成部材と同一の構成
部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。FIG. 18 shows a sectional structure of a gallium nitride based semiconductor laser device according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 18, the same components as those shown in FIG.

【０１９４】第３の実施形態との構成上の相違点のみを
説明する。Only differences in structure from the third embodiment will be described.

【０１９５】第３の実施形態に係るＡｌＧａＮからなる
選択成長層１４Ａを、図１８に示すように、シード層１
２の凸部１２ａの頂面の近傍に形成されたＧａＮからな
る第１の選択成長層１４Ｂと、該第１の選択成長層１４
Ｂの上方及び側方を覆う、ＡｌＧａＮからなる第２の選
択成長成長１４Ｃとの２層構造としている。As shown in FIG. 18, the selective growth layer 14A made of AlGaN according to the third embodiment is
A first selective growth layer 14B made of GaN formed near the top surface of the second protrusion 12a;
It has a two-layer structure with the second selective growth 14C made of AlGaN, which covers the upper side and the side of B.

【０１９６】また、ｎ型コンタクト層を兼ねるｎ型超格
子クラッド層１６Ａを、ｎ型超格子コンタクト層１５Ａ
と単層のＡｌ_0.07Ｇａ_0.93Ｎからなるｎ型クラッド層１
６との２層構造としている。ここでは、ｎ型超格子コン
タクト層１５Ａの構成を、ｎ型Ａｌ_0.1Ｇａ_0.9Ｎとｎ型
ＧａＮとからなる超格子構造としている。The n-type superlattice cladding layer 16A also serving as the n-type contact layer is replaced with the n-type superlattice contact layer 15A.
And n-type cladding layer 1 composed of a single layer of Al _0.07 Ga _0.93 N
6 has a two-layer structure. Here, it is the structure of the n-type superlattice contact layer 15A, a superlattice structure composed of a n-type Al _0.1 Ga _0.9 N and n-type GaN.

【０１９７】また、積層体３０の上部におけるリッジ部
３１には、該リッジ部３１の上面にのみｐ側電極２３を
形成し、該ｐ側電極２３及びリッジ部３１を覆うように
ｐ側配線電極２５が形成されている。同様に、ｎ側電極
２４上には該ｎ側電極２４を覆うｎ側配線電極２６が形
成されている。Further, on the ridge portion 31 on the upper part of the stacked body 30, the p-side electrode 23 is formed only on the upper surface of the ridge portion 31, and the p-side wiring electrode is formed so as to cover the p-side electrode 23 and the ridge portion 31. 25 are formed. Similarly, an n-side wiring electrode 26 that covers the n-side electrode 24 is formed on the n-side electrode 24.

【０１９８】以下、本実施形態に係る半導体レーザ素子
の製造方法の特徴を説明する。The features of the method for manufacturing a semiconductor laser device according to the present embodiment will be described below.

【０１９９】まず、シード層１２の各凸部１２ａの頂面
を種結晶として成長する複数の第１の選択成長層１４Ｂ
を成長させる。続いて、各第１の選択成長層１４Ｂを種
結晶として成長する第２の選択成長層１４Ｃ同士が接合
して一体化するまでは、第１及び第２の選択成長層１４
Ｂ、１４Ｃの成長圧力を２００Ｔｏｒｒ程度と比較的低
く設定している。First, a plurality of first selective growth layers 14B which grow as a seed crystal using the top surface of each projection 12a of the seed layer 12 as a seed crystal
Grow. Subsequently, the first and second selective growth layers 14C are joined until the second selective growth layers 14C, which grow using the first selective growth layers 14B as seed crystals, are joined and integrated.
The growth pressures of B and 14C are set relatively low at about 200 Torr.

【０２００】これは、減圧状態とする程、第１及び第２
の選択成長層１４Ｂ、１４Ｃの成長速度が、基板面に垂
直のＣ軸方向と比べて、シード層１２のＡ軸方向、すな
わち、溝部１２ｂを横切る方向の方が大きくなるからで
ある。This is because the more the pressure is reduced, the more the first and second
This is because the growth rate of the selective growth layers 14B and 14C is higher in the A-axis direction of the seed layer 12, that is, in the direction crossing the groove 12b than in the C-axis direction perpendicular to the substrate surface.

【０２０１】これに対して、ＭＱＷ活性層１８は成長時
の圧力を３００Ｔｏｒｒ程度に高くして行なう。これ
は、成長圧力を高くした方が、蒸気圧が高いインジウム
の蒸発を抑制でき、ＭＱＷ活性層１８の結晶品質を高く
しやすいためである。従って、積層体３０を形成する際
には、第１及び第２の選択成長層１４Ｂ、１４Ｃと成長
圧力を変更することになる。On the other hand, the MQW active layer 18 is formed by increasing the pressure during growth to about 300 Torr. This is because, when the growth pressure is increased, evaporation of indium having a high vapor pressure can be suppressed, and the crystal quality of the MQW active layer 18 is easily increased. Therefore, when forming the stacked body 30, the growth pressures of the first and second selective growth layers 14B and 14C are changed.

【０２０２】このように、連続する窒化物半導体の成長
工程において、成長圧力を変更するには、稼働中に成長
圧力を変更可能な１つの結晶成長炉を用いても良く、ま
た、それぞれの成長圧力に設定された別々の結晶成長炉
を用いても良い。As described above, in the continuous nitride semiconductor growth process, in order to change the growth pressure, one crystal growth furnace capable of changing the growth pressure during operation may be used. Separate crystal growth furnaces set at a pressure may be used.

【０２０３】第４の実施形態に係る半導体レーザ素子
は、第３の実施形態と同様に、図１５に示した屈折率分
布及び光強度分布を示し、図１６に示した出射光の遠視
野像を得ている。The semiconductor laser device according to the fourth embodiment shows the refractive index distribution and the light intensity distribution shown in FIG. 15 similarly to the third embodiment, and the far-field pattern of the emitted light shown in FIG. Have gained.

【０２０４】これは、ＭＱＷ活性層１８が、シード層１
２の空隙部１２ｃによって基板１１と分離されている上
に、ｎ型クラッド層１６とシード層１２との間に、光の
屈折率がｎ型クラッド層１６Ａよりも小さいか又は同等
の屈折率を持つｎ型超格子コンタクト層１５Ａ及び第２
の選択成長層１４Ｃを設けているからである。これによ
り、ｎ型クラッド層１６と基板１１との間に寄生的な導
波路が形成されず、ＭＱＷ活性層１８における光の閉じ
込め係数値の生成光の漏れによる低下を抑制できる。This is because the MQW active layer 18 has the seed layer 1
In addition to being separated from the substrate 11 by the two voids 12c, the refractive index of light between the n-type cladding layer 16 and the seed layer 12 is smaller than or equal to that of the n-type cladding layer 16A. Having the n-type superlattice contact layer 15A and the second
This is because the selective growth layer 14C is provided. As a result, no parasitic waveguide is formed between the n-type cladding layer 16 and the substrate 11, and a decrease in the light confinement coefficient value in the MQW active layer 18 due to leakage of generated light can be suppressed.

【０２０５】なお、本実施形態の場合は、計算機シミュ
レーションの結果、溝部１２ｂの深さ寸法が少なくとも
２０ｎｍ程度あれば、基板１１側への光の漏れを実質的
になくすことができることを確認している。In the case of the present embodiment, as a result of computer simulation, it was confirmed that if the depth of the groove 12b is at least about 20 nm, light leakage to the substrate 11 can be substantially eliminated. I have.

【０２０６】また、第２の選択成長層１４Ｃのアルミニ
ウムの組成は、２％以上、望ましくは４％以上とするこ
とにより、生成光の基板１１側への漏れを抑制できる。By setting the aluminum composition of the second selective growth layer 14C to 2% or more, preferably 4% or more, leakage of generated light to the substrate 11 side can be suppressed.

【０２０７】以上の構成により、ＭＱＷ活性層１８への
光閉じ込め係数値は、図４１の場合の約１．５倍とな
り、レーザのしきい値電流を低減できる。With the above configuration, the value of the light confinement coefficient in the MQW active layer 18 is about 1.5 times that in FIG. 41, and the threshold current of the laser can be reduced.

【０２０８】次に、本発明に係る凸部１２ａの頂面を種
結晶とする選択成長法と、図３８に示す、平坦なシード
層をストライプ状にマスクする第２の従来例の選択成長
法との成長機構の相違点を説明する。Next, the selective growth method according to the present invention using the top surface of the projection 12a as a seed crystal, and the second conventional selective growth method shown in FIG. 38 in which a flat seed layer is masked in a stripe shape. The difference of the growth mechanism from the above will be described.

【０２０９】図１９（ａ）は第４の実施形態に係る選択
成長機構を模式的に表わしており、図１９（ｂ）は第２
の従来例に係る選択成長機構を模式的に表わしている。FIG. 19A schematically shows a selective growth mechanism according to the fourth embodiment, and FIG.
1 schematically shows a selective growth mechanism according to the conventional example.

【０２１０】良く知られているように、分子等からなる
反応種が所望の結晶体に成長するまでには、結晶体の表
面上やマスク膜の表面上において、反応種が吸着、拡散
及び蒸発等を繰り返すというプロセスを経る。例えば、
ＧａＮからなる結晶表面に吸着した原子は結晶表面の上
面であるテラス上を拡散する。また、表面に吸着された
原子はステップと呼ばれるテラス上の段差部で結晶化す
る。As is well known, the reactive species are adsorbed, diffused and evaporated on the surface of the crystal and on the surface of the mask film before the reactive species composed of molecules and the like grow into a desired crystal. And so on. For example,
The atoms adsorbed on the GaN crystal surface diffuse on the terrace, which is the upper surface of the crystal surface. Further, the atoms adsorbed on the surface are crystallized at a step portion on the terrace called a step.

【０２１１】図１９（ｂ）に示すように、従来のＥＬＯ
成長の場合においても、マスク膜４０３上で同様のプロ
セスを経る。すなわち、マスク膜４０３上を拡散した原
子は、ＧａＮからなる半導体層４０４の端部に吸着す
る。このとき、マスク膜４０３を構成するシリコン又は
酸素が、水素やアンモニアの還元作用によって分解され
て、不純物として半導体層４０４に取り込まれることに
より、半導体層４０４の結晶性が劣化する。As shown in FIG. 19B, a conventional ELO
In the case of growth, the same process is performed on the mask film 403. That is, the atoms diffused on the mask film 403 are adsorbed to the edge of the semiconductor layer 404 made of GaN. At this time, silicon or oxygen included in the mask film 403 is decomposed by the reducing action of hydrogen or ammonia and is taken into the semiconductor layer 404 as an impurity, so that the crystallinity of the semiconductor layer 404 is deteriorated.

【０２１２】これに対して、図１９（ａ）に示すよう
に、本実施形態においては、マスク膜１３上を拡散し
て、ＧａＮからなる第１の選択成長層１４Ｂに取り込ま
れる原子はない。それは、第１の選択成長層１４Ｂの下
面に結晶が成長し得ないためである。このように、マス
ク膜１３上の反応種の結晶成長への寄与が従来のＥＬＯ
法と異なっており、このことから、本発明の成長機構は
従来のＥＬＯ法による成長機構と異なっている。On the other hand, as shown in FIG. 19A, in this embodiment, there are no atoms that diffuse on the mask film 13 and are taken into the first selective growth layer 14B made of GaN. This is because crystals cannot grow on the lower surface of the first selective growth layer 14B. As described above, the contribution of the reactive species on the mask film 13 to the crystal growth is caused by the conventional ELO.
Therefore, the growth mechanism of the present invention is different from the conventional ELO growth mechanism.

【０２１３】本実施形態においては、第１の選択成長層
１４ＢにＧａＮを用い、第２の選択成長層１４ＣにＡｌ
_0.05Ｇａ_0.95Ｎを用いたが、第１の選択成長層１４Ｂに
は、アルミニウムの組成が４％以下のＡｌ_x Ｇａ_y Ｉｎ
_z Ｎ（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）からなる窒化物半導体であれば
よい。In this embodiment, GaN is used for the first selective growth layer 14B, and Al is used for the second selective growth layer 14C.
_{Although 0.05} Ga _0.95 N was used, the first selective growth layer 14B had an Al _x Ga _y In composition of 4% or less in aluminum.
_Any nitride semiconductor made of zN (x + y + z = 1) may be used.

【０２１４】以下、低屈折率を有する第２の選択成長層
１４Ｃを成長するよりも前に、シード層１２を種結晶と
する第１の選択成長層１４Ｂを形成する目的を図面に基
づいて説明する。Hereinafter, the purpose of forming the first selective growth layer 14B using the seed layer 12 as a seed crystal before growing the second selective growth layer 14C having a low refractive index will be described with reference to the drawings. I do.

【０２１５】第３の実施形態で説明したように、基板面
に対して垂直な方向の横モード制御及びＭＱＷ活性層１
８への光の閉じ込め係数値を大きくするのであれば、選
択成長層を２層構造とする必要はない。As described in the third embodiment, the lateral mode control in the direction perpendicular to the substrate surface and the MQW active layer 1
If the value of the light confinement coefficient of light to 8 is increased, the selective growth layer does not need to have a two-layer structure.

【０２１６】ところが、図２０（ｂ）に示すように、Ａ
ｌＧａＮからなる選択成長層１４Ａにおいてアルミニウ
ムの組成が４％を越える場合には、選択成長層１４Ａの
成長方向の端面にうねり１４ｄが生じる場合がある。選
択成長層１４Ａの成長条件、例えば成長圧力、成長温
度、又はIII 族源に対するＶ族源のモル比であるＶ／II
I 比等に適当な値を設定すれば多少の改善はされるもの
の、量産を考えると、成長端面のうねり１４ｄの発生を
極力なくすことが好ましい。However, as shown in FIG.
When the composition of aluminum in the selective growth layer 14A made of lGaN exceeds 4%, undulations 14d may be generated on the end face in the growth direction of the selective growth layer 14A. The growth conditions of the selective growth layer 14A, for example, growth pressure, growth temperature, or V / II which is a molar ratio of a group V source to a group III source.
Although a slight improvement can be achieved by setting an appropriate value for the I ratio or the like, it is preferable to minimize the generation of the undulation 14d on the growth end face in consideration of mass production.

【０２１７】本願発明者らは、シード層１２を種結晶と
する選択成長層には、アルミニウムの組成を小さくした
窒化物半導体層を用いることが好ましいことを見いだし
ている。The present inventors have found that it is preferable to use a nitride semiconductor layer having a low aluminum composition for the selective growth layer using the seed layer 12 as a seed crystal.

【０２１８】具体的には、図２０（ａ）に示すように、
まず、アルミニウムの組成が４％以下の窒化ガリウム系
半導体からなる第１の選択成長層１４Ｂをシード層１２
の凸部１２の近傍に成長しておき、その後、成長した第
１の選択成長層１４Ｂを種結晶として、アルミニウムの
組成が４％を越え、低屈折率を有する窒化ガリウム系半
導体からなる第２の選択成長層１４Ｃを成長する。これ
により、第２の選択成長層１４Ｃは成長端面にうねり１
４ｄを生じない良好なラテラル成長を行なえるようにな
る。More specifically, as shown in FIG.
First, the first selective growth layer 14B made of a gallium nitride-based semiconductor having a composition of aluminum of 4% or less is used as the seed layer 12.
The second selective growth layer 14B is used as a seed crystal, and then the second selective growth layer 14B is formed of a gallium nitride based semiconductor having a composition of aluminum exceeding 4% and having a low refractive index. The selective growth layer 14C is grown. As a result, the second selective growth layer 14C undulates on the growth end face.
Good lateral growth without 4d can be achieved.

【０２１９】また、第２の選択成長層１４Ｃは、そのア
ルミニウムの組成が大きい程、また、その成長時間が長
いほど、マスク膜１３上に多結晶体４１が析出しやすく
なる。これはＧａＮ結晶と比べてＡｌＧａＮ結晶又はＡ
ｌＮ結晶の蒸発速度が小さいためである。In the second selective growth layer 14C, the polycrystalline body 41 is more likely to be deposited on the mask film 13 as the composition of aluminum is larger and the growth time is longer. This is because AlGaN crystal or A
This is because the evaporation rate of the 1N crystal is low.

【０２２０】図２１（ａ）〜図２１（ｄ）に示すよう
に、ＧａＮからなり、多結晶体４１が析出しにくい第１
の選択成長層１４Ｂを最初に成長することにより、成長
端面が接合するまでに要する第２の選択成長層１４Ｃの
成長時間を短くすることができる。As shown in FIGS. 21 (a) to 21 (d), the first layer made of GaN and in which the polycrystalline body 41 is difficult to deposit is formed.
By growing the selective growth layer 14B first, the growth time of the second selective growth layer 14C required until the growth end faces are joined can be shortened.

【０２２１】また、図２１（ｃ）第１の選択成長層１４
Ｂが傘状に成長するため、マスク膜１３上に供給される
反応種の量を低減できる。これらの効果により、マスク
膜１３上の多結晶体４１の析出量を大きく低減できるよ
うになり、空隙部１２ｃの上方に成長する積層体３０へ
の影響を極めて小さくすることができる。その結果、光
の閉じ込め係数値を確実に大きくできる上に、積層体３
０の結晶性が向上してレーザ素子としての動作特性のば
らつきを大きく低減できるので、製造の歩留まりをも確
実に向上することができる。FIG. 21C shows the first selective growth layer 14.
Since B grows in an umbrella shape, the amount of reactive species supplied on the mask film 13 can be reduced. With these effects, the amount of the polycrystalline body 41 deposited on the mask film 13 can be greatly reduced, and the influence on the stacked body 30 growing above the void portion 12c can be extremely reduced. As a result, the light confinement coefficient value can be reliably increased, and the laminate 3
Since the crystallinity of 0 is improved and the variation in the operating characteristics of the laser device can be greatly reduced, the production yield can be surely improved.

【０２２２】なお、本実施形態においては、基板１１に
サファイアを用いたが、サファイアに代えて、例えば炭
化ケイ素、ネオジムガレート又は窒化ガリウム等を用い
てもよい。Although sapphire is used for the substrate 11 in the present embodiment, for example, silicon carbide, neodymium gallate, gallium nitride, or the like may be used instead of sapphire.

【０２２３】また、マスク膜１３は、空隙部１２ｃが形
成されれば、溝部１２ｂの底面上にのみ形成してもよ
い。The mask film 13 may be formed only on the bottom surface of the groove 12b as long as the space 12c is formed.

【０２２４】また、マスク膜１３には、ＥＣＲスパッタ
法による窒化シリコンや酸化シリコン等の誘電体を用い
ても良く、さらに好ましくは、タングステン等の高融点
金属やそのシリサイド化物を用いると良い。The mask film 13 may be made of a dielectric such as silicon nitride or silicon oxide by ECR sputtering, and more preferably, a high melting point metal such as tungsten or a silicide thereof.

【０２２５】（第５の実施形態）以下、本発明の第５の
実施形態について図面を参照しながら説明する。(Fifth Embodiment) Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【０２２６】図２２及び図２３は本発明の第５の実施形
態に係る窒化ガリウム系半導体レーザ素子であって、図
２２は積層体のＭ面における断面構成、すなわち基板の
Ａ面における断面構成を示し、図２３図２２のXXIII−X
XIII線における断面を示し、積層体のＡ面、すなわち基
板のＭ面における断面構成を示している。図２２及び図
２３において、図１に示す構成部材と同一の構成部材に
は同一の符号を付すことにより説明を省略する。FIGS. 22 and 23 show a gallium nitride based semiconductor laser device according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 22 shows a cross-sectional structure of the stacked body on the M-plane, that is, a cross-sectional structure on the A-plane of the substrate. XXIII-X of FIG. 23 and FIG.
3 shows a cross section taken along the line XIII, and shows a cross-sectional configuration on the A plane of the laminate, that is, the M plane of the substrate. 22 and 23, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【０２２７】第５の実施形態は、ＭＱＷ活性層１８を含
む積層体３０から、平坦な共振器端面３２を持つ半導体
レーザ素子を確実に形成できるようにすることを特徴と
する。The fifth embodiment is characterized in that a semiconductor laser device having a flat resonator end face 32 can be reliably formed from a laminate 30 including an MQW active layer 18.

【０２２８】図２２に示すように、シード層１２の上部
には、断面幅が約３μｍの凸部１２ａと断面幅が約１２
μｍの溝部１２ｂとを一周期とする周期構造体の３４周
期（長さ５１０μｍ）ごとに、溝部１２ｂの断面幅を約
２０μｍと大きくした拡大溝部１２ｄが形成されてい
る。As shown in FIG. 22, a convex portion 12a having a cross section width of about 3 μm and a
Enlarged groove portions 12d in which the cross-sectional width of the groove portion 12b is increased to about 20 μm are formed at every 34 periods (510 μm length) of the periodic structure having one period of the groove portion 12b of μm.

【０２２９】第１の実施形態と同様の方法で積層体３０
を形成すると、シード層１２の各凸部１２ａの頂面を種
結晶としてラテラル成長する積層体３０は、拡大溝部１
２ｄの上方では接合されないため、隣接する積層体３０
のＡ面同士の成長端面が接することなく現われる。この
成長端面は、自然形成された結晶面であるため、Ｍ面等
の他の面方位が全く混在していない。従って、この成長
端面を共振器端面３２に用いると、図４３に示した従来
の半導体レーザ素子のように、Ａ面とＭ面とが混在する
ことにより生ずる共振器端面におけるミラー損失を防止
できる。In the same manner as in the first embodiment, the laminate 30
Is formed, the stacked body 30 that laterally grows using the top surface of each convex portion 12a of the seed layer 12 as a seed crystal becomes the enlarged groove portion 1
Since it is not bonded above 2d, the adjacent stacked body 30
The growth end faces of the A-planes appear without contact with each other. Since this growth end face is a naturally formed crystal face, other face orientations such as the M face do not exist at all. Therefore, when this growth end face is used as the resonator end face 32, it is possible to prevent the mirror loss at the resonator end face caused by the mixture of the A-plane and the M-plane as in the conventional semiconductor laser device shown in FIG.

【０２３０】この自然形成されたＡ面を持つ成長端面を
原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により観察すると、その表面
は荒さの２乗の平均値が１ｎｍ以下となる極めて平坦な
表面を得られていることを確認している。When the growth end face having the naturally formed A-plane is observed by an atomic force microscope (AFM), an extremely flat surface having an average squared roughness of 1 nm or less is obtained. Make sure that.

【０２３１】さらに、この成長端面を共振器端面３２と
すると、エネルギーギャップがＭＱＷ活性層１８よりも
大きいｐ型光ガイド層１９、ｐ型クラッド層２０が共振
器端面３２上に形成されているため、ｐ型光ガイド層１
９及びｐ型クラッド層２０における端面上の領域で出射
光が吸収されることがない。これにより、積層体３０に
おける共振器端面３２の近傍の温度上昇が抑制されるの
で、端面劣化による信頼性の低下を防止できる。Further, assuming that the growth end face is a resonator end face 32, the p-type optical guide layer 19 and the p-type clad layer 20 having an energy gap larger than that of the MQW active layer 18 are formed on the resonator end face 32. , P-type light guide layer 1
The outgoing light is not absorbed in the regions on the end faces of the p-type cladding layer 9 and the p-type cladding layer 20. This suppresses a temperature rise in the vicinity of the resonator end face 32 in the stacked body 30, thereby preventing a decrease in reliability due to end face deterioration.

【０２３２】第５の実施形態に係る半導体レーザ素子に
よると、ストライプ状の凸部１２ａの頂面を種結晶とす
るＥＬＯ成長法を用いると共に、さらに、凸部１２ａ同
士の側面により形成される溝部１２ｂの形成周期をその
形成周期よりも大きい周期で拡大溝部１２ｄを設けてい
る。これにより、拡大溝部１２ｄの上方に積層体３０の
成長端面がそのまま露出するため、この自然形成された
露出面が共振器の端面３２となる。この共振器端面を持
つ本実施形態に係る半導体レーザ素子と、図３９に示す
第２の従来例に係る半導体レーザ素子とのレーザ光の発
振しきい値を比較すると、本実施形態に係るレーザ素子
の方が約３０％も低減する。According to the semiconductor laser device of the fifth embodiment, the ELO growth method in which the top surface of the stripe-shaped protrusions 12a is used as a seed crystal is used, and further, the groove formed by the side surfaces of the protrusions 12a is used. The enlarged groove portion 12d is provided with a formation cycle of 12b larger than the formation cycle. As a result, the growth end face of the stacked body 30 is exposed as it is above the enlarged groove 12d, so that the naturally formed exposed face becomes the end face 32 of the resonator. Comparing the oscillation threshold of laser light between the semiconductor laser device according to the present embodiment having this cavity facet and the semiconductor laser device according to the second conventional example shown in FIG. 39, the laser device according to the present embodiment Reduces about 30%.

【０２３３】なお、基板１１にサファイアを用いたが、
サファイアに代えて、例えば炭化ケイ素、ネオジムガレ
ート（ＮＧＯ）又は窒化ガリウム等を用いてもよい。Although sapphire was used for the substrate 11,
Instead of sapphire, for example, silicon carbide, neodymium gallate (NGO), gallium nitride, or the like may be used.

【０２３４】また、マスク膜１３は、空隙部１２ｃが形
成されれば、溝部１２ｂの底面上にのみ形成してもよ
い。The mask film 13 may be formed only on the bottom surface of the groove 12b if the space 12c is formed.

【０２３５】また、マスク膜１３には、ＥＣＲスパッタ
法による窒化シリコンや酸化シリコン等の誘電体を用い
ても良く、さらに好ましくは、タングステン等の高融点
金属やそのシリサイド化物を用いると良い。The mask film 13 may be made of a dielectric such as silicon nitride or silicon oxide by ECR sputtering, and more preferably, a high melting point metal such as tungsten or a silicide thereof.

【０２３６】また、シード層１２の上部に設けた凸部１
２ａ及び溝部１２ｂの幅はそれぞれ３μｍ及び１２μｍ
に限られないが、凸部１２ａの幅を溝部１２ｂの幅より
も小さくする方が好ましい。このようにすると、凸部１
２ａの頂面の種結晶から積層体３０に伝播する転位の影
響を低減でき、転位によるレーザ素子の動作特性の劣化
を防止できるので、該レーザ素子の信頼性を向上するこ
とができる。The projection 1 provided above the seed layer 12
2a and the width of the groove 12b are 3 μm and 12 μm, respectively.
However, it is preferable that the width of the protrusion 12a be smaller than the width of the groove 12b. By doing so, the convex portion 1
The influence of dislocations propagating from the seed crystal on the top surface of 2a to the stacked body 30 can be reduced, and the operating characteristics of the laser element due to the dislocations can be prevented, so that the reliability of the laser element can be improved.

【０２３７】また、シード層１２の上部の拡大溝部１２
ｄの形成周期も共振器長に合わせて適当な値に設定すれ
ばよい。In addition, the enlarged groove 12 above the seed layer 12
The period for forming d may be set to an appropriate value in accordance with the length of the resonator.

【０２３８】第５の実施形態においては、凸部１２ａの
ストライプ方向として積層体３０のＭ軸方向を選び、そ
の自然形成されたＡ面を共振器端面３２としたが、代わ
りに、凸部１２ａのストライプ方向として積層体３０の
Ｍ軸と直交するＡ軸方向を選ぶと、Ｍ面が自然形成され
る。従って、Ａ軸方向に延びるストライプ状の凸部１２
ａを形成することにより、自然形成されたＭ面を共振器
端面３２に持ち、しきい値電流を大きく低減でき且つ信
頼性が向上する半導体レーザ素子を得ることができる。In the fifth embodiment, the M-axis direction of the multilayer body 30 is selected as the stripe direction of the convex portion 12a, and the naturally formed A surface is used as the resonator end surface 32. When the direction of the A-axis orthogonal to the M-axis of the laminate 30 is selected as the stripe direction of the M, the M plane is naturally formed. Therefore, the stripe-shaped protrusions 12 extending in the A-axis direction are provided.
By forming a, it is possible to obtain a semiconductor laser device having a naturally formed M-plane at the cavity facet 32, capable of greatly reducing the threshold current and improving the reliability.

【０２３９】（第５の実施形態の第１変形例）以下、本
発明の第５の実施形態の第１変形例について図面を参照
しながら説明する。(First Modification of Fifth Embodiment) Hereinafter, a first modification of the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【０２４０】図２４は第５の実施形態の第１変形例に係
る窒化ガリウム系半導体レーザ素子における積層体のＭ
面における断面構成、すなわち基板のＡ面における断面
構成を示している。図２４においては、図２２に示す構
成部材と同一の構成部材には同一の符号を付している。FIG. 24 is a cross-sectional view of a stacked body in a gallium nitride based semiconductor laser device according to a first modification of the fifth embodiment.
2 shows a cross-sectional configuration in the plane, that is, a cross-sectional configuration in the A-plane of the substrate. 24, the same components as those shown in FIG. 22 are denoted by the same reference numerals.

【０２４１】図２４に示すように、第１変形例に係る半
導体レーザ素子は、積層体３０の共振器端面３２を自然
形成する拡大溝部１２ｄの内側に隣接する溝部をも断面
幅が２０μｍ程度に拡大された拡大溝部１２ｄを有して
いる。これにより、積層体３０の共振器端面側の両端部
に、それぞれの対向面がＡ面からなる側面空隙部３０ａ
が形成されている。As shown in FIG. 24, in the semiconductor laser device according to the first modification, the cross-sectional width of the groove adjacent to the inside of the enlarged groove 12d which naturally forms the resonator end face 32 of the multilayer body 30 is reduced to about 20 μm. It has an enlarged groove 12d. Thereby, the side gap portions 30a each having the opposing surface formed of the A surface are formed at both end portions of the stacked body 30 on the resonator end surface side.
Are formed.

【０２４２】このように、共振器端面３２に、屈折率が
１である側面空隙部３０ａと、屈折率が約２．６の窒化
ガリウム系半導体からなる積層体３０とを組み合わせる
ことにより、高屈折率差を実現できるため、共振器端面
３２におけるレーザ光の反射率を誘電体膜等によりコー
ティングする場合と比べて大きくすることができる。Thus, by combining the cavity end face 32 with the side gap 30a having a refractive index of 1 and the laminated body 30 made of a gallium nitride based semiconductor having a refractive index of about 2.6, a high refractive index is obtained. Since the difference in the refractive index can be realized, the reflectance of the laser light at the cavity end face 32 can be increased as compared with the case where the laser light is coated with a dielectric film or the like.

【０２４３】共振器端面３２におけるレーザ光の反射率
を高めるには、側面空隙部３０ａによって積層体３０か
ら孤立する孤立体の出射方向の幅寸法が、λ／（４ｎ）
の整数倍であることが好ましい。ここで、λは光の波長
であり、ｎは孤立体の屈折率である。In order to increase the reflectivity of the laser beam at the resonator end face 32, the width of the isolated body separated from the stacked body 30 by the side gap 30a in the emission direction is λ / (4n).
Is preferably an integral multiple of Here, λ is the wavelength of light, and n is the refractive index of the isolated body.

【０２４４】なお、側面空隙部３０ａを積層体３０の両
端部に設けたが、反射率を高めて出射光の出力値を増大
させるために、積層体３０のいずれか一方の端部にのみ
側面空隙部３０ａを設けてもよい。Although the side gaps 30a are provided at both ends of the laminated body 30, only one of the end parts of the laminated body 30 has a side surface in order to increase the reflectance and increase the output value of the emitted light. A void 30a may be provided.

【０２４５】本変形例によると、レーザ光の発振しきい
値電流は、側面空隙部３０ａを設けない場合と比べて、
約２０％も低減され、側面空隙部３０ａの効果は極めて
大きい。なお、側面空隙部３０ａは積層体３０中に３つ
以上設けてもよい。According to this modification, the lasing threshold current of the laser beam is smaller than that in the case where the side gap 30a is not provided.
It is reduced by about 20%, and the effect of the side gap 30a is extremely large. Note that three or more side surface gaps 30 a may be provided in the laminate 30.

【０２４６】（第５の実施形態の第２変形例）図２５
は、第５の実施形態に係る第２変形例であって、シード
層１２の上部に設けるストライプ状の溝部をすべて拡大
溝部１２ｄとしている。(Second Modification of Fifth Embodiment) FIG.
Is a second modified example according to the fifth embodiment, and all the stripe-shaped grooves provided on the seed layer 12 are enlarged grooves 12d.

【０２４７】このようにすると、複数の積層体３０のそ
れぞれは、基板１１上においてすべてが孤立体となる。
従って、所望の共振器長を持つ共振器が形成されるよう
に複数の孤立体からなる共振器を形成し、形成した共振
器の端面と対応する位置の側面空隙部３０ａにおいて基
板１１を分割することにより、複数の孤立体を含む１つ
の半導体レーザ素子を形成できる。In this manner, each of the plurality of stacked bodies 30 becomes an isolated body on the substrate 11.
Therefore, a resonator consisting of a plurality of isolated bodies is formed so that a resonator having a desired resonator length is formed, and the substrate 11 is divided at the side surface gap 30a at a position corresponding to the end face of the formed resonator. Thereby, one semiconductor laser device including a plurality of isolated bodies can be formed.

【０２４８】これにより、第２変形例に係る半導体レー
ザ素子は、レーザ光のミラー損失の要因となる凹凸がな
く極めて平坦なＡ面を持ち、且つ、該レーザ素子に孤立
体を含める個数を変えることにより、共振器長を容易に
変更することができる。As a result, the semiconductor laser device according to the second modified example has an extremely flat A surface without irregularities which causes a mirror loss of laser light, and changes the number of the laser devices including the isolated body. This makes it possible to easily change the resonator length.

【０２４９】さらには、各拡大溝部１２ｄごとに基板１
１を分割することにより、凸部１２ａの１つ分からな
り、共振器長が約１５μｍのレーザ素子を得ることも可
能となる。従来のように基板と積層体とを同時にへき開
する方法では、共振器端面の平坦性を維持しながら、こ
のような微小な共振器を形成することは極めて困難であ
る。Further, the substrate 1 is provided for each of the enlarged grooves 12d.
By dividing 1, it is also possible to obtain a laser element having one cavity 12 a and a cavity length of about 15 μm. In the conventional method of simultaneously cleaving the substrate and the stacked body, it is extremely difficult to form such a minute resonator while maintaining the flatness of the resonator end face.

【０２５０】（第５の実施形態の第３変形例）以下、第
３変形例として、選択成長層の上部にストライプ状の凸
部をさらに設けて、積層体３０から結晶転位を完全にな
くしてしまうことにより、半導体レーザ素子の信頼性を
より向上できる方法を説明する。(Third Modification of Fifth Embodiment) As a third modification, a stripe-shaped projection is further provided on the selective growth layer to completely eliminate crystal dislocations from the stacked body 30. A description will be given of a method for improving the reliability of the semiconductor laser device.

【０２５１】図２６に示すように、上部に凸部１２ａ及
び溝部１２ｂが設けられ、該溝部１２ｂの底面及び壁面
に第１のマスク膜１３Ａが形成されたシード層１２ａの
上には、選択成長シード層３４がＥＬＯ成長により一体
に形成されている。As shown in FIG. 26, a convex portion 12a and a groove portion 12b are provided on the upper portion, and a selective growth is performed on the seed layer 12a in which the first mask film 13A is formed on the bottom surface and the wall surface of the groove portion 12b. The seed layer 34 is integrally formed by ELO growth.

【０２５２】選択成長シード層３４の上には、シード層
１２の凸部１２ａ及び溝部１２ｂと同等の周期を持つ、
凸部３４ａ及び溝部３４ｂが設けられており、該溝部３
４ｂの底面及び壁面には第２のマスク膜１３Ｂが形成さ
れている。On the selective growth seed layer 34, the period is the same as that of the protrusions 12 a and the grooves 12 b of the seed layer 12.
A projection 34a and a groove 34b are provided.
A second mask film 13B is formed on the bottom and wall surfaces of 4b.

【０２５３】ここで、凸部３４ａは、選択成長シード層
３４における低転位密度領域及び接合部を避けるよう
に、溝部１２ｂの上方に形成されている。Here, the projection 34a is formed above the groove 12b so as to avoid the low dislocation density region and the junction in the selective growth seed layer 34.

【０２５４】このように、第３変形例によると、選択成
長シード層３４の上部に設けられた凸部３４ａの頂面で
あるＣ面を種結晶として選択成長層１４が成長してい
る。この凸部３４ａの頂面には、シード層１２における
凸部１２ａの頂面の種結晶からの転位や、選択成長シー
ド層３４の接合部に起因する欠陥等が含まれない高品位
の結晶面が現われている。その結果、高品位の選択成長
層１４の上に形成される積層体３０は欠陥フリーとな
り、結晶欠陥に起因したレーザ光の散乱による損失及び
キャリアの非発光過程による信頼性の低下等を防止で
き、極めて高品質な窒化ガリウム系半導体レーザ素子を
実現できる。As described above, according to the third modification, the selective growth layer 14 is grown using the C-plane, which is the top surface of the convex portion 34a provided above the selective growth seed layer 34, as a seed crystal. The top surface of the convex portion 34a has a high-quality crystal surface that does not include dislocations from the seed crystal on the top surface of the convex portion 12a in the seed layer 12 or defects caused by the junction of the selective growth seed layer 34. Appears. As a result, the stacked body 30 formed on the high-quality selective growth layer 14 is defect-free, and loss due to scattering of laser light due to crystal defects and reduction in reliability due to a non-light emitting process of carriers can be prevented. A very high quality gallium nitride based semiconductor laser device can be realized.

【０２５５】（第６の実施形態）以下、本発明の第６の
実施形態について図面を参照しながら説明する。(Sixth Embodiment) Hereinafter, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【０２５６】図２７は本発明の第６の実施形態に係る窒
化ガリウム系半導体レーザ素子であって、積層体のＡ面
における断面構成、すなわち基板のＭ面における断面構
成を示している。図２７において、図１４に示す第３の
実施形態に係るレーザ素子の構成部材と同一の構成部材
には同一の符号を付すことにより説明を省略する。FIG. 27 shows a gallium nitride-based semiconductor laser device according to the sixth embodiment of the present invention, which shows a cross-sectional structure on the A-plane of the stacked body, that is, a M-plane of the substrate. In FIG. 27, the same components as those of the laser device according to the third embodiment shown in FIG.

【０２５７】第３の実施形態との構成上の相違点のみを
説明する。Only the configuration differences from the third embodiment will be described.

【０２５８】図２７に示すように、サファイアからなる
基板１１上には、第１のシード層１２Ａ及び第２のシー
ド層１２Ｂが設けられている。As shown in FIG. 27, on a substrate 11 made of sapphire, a first seed layer 12A and a second seed layer 12B are provided.

【０２５９】第１のシード層１２Ａの上部には、ストラ
イプ状の凸部１２ａ及び溝部１２ｂが基板１１のＭ面に
対して平行に、すなわち、積層体３０のＡ面に対して平
行に設けられている。同様に、第２のシード層１２Ｂの
上部には、ストライプ状の凸部１２ａ及び溝部１２ｂ
が、第１のシード層１２Ａの凸部１２ａ及び溝部１２ｂ
と平行で且つ基板面に垂直な方向で重ならないように設
けられている。On the first seed layer 12A, a stripe-shaped convex portion 12a and a groove portion 12b are provided in parallel with the M-plane of the substrate 11, that is, in parallel with the A-plane of the stacked body 30. ing. Similarly, on the upper part of the second seed layer 12B, a stripe-shaped protrusion 12a and a groove 12b are provided.
Are convex portions 12a and groove portions 12b of the first seed layer 12A.
Are provided so as not to overlap in a direction parallel to the substrate and in a direction perpendicular to the substrate surface.

【０２６０】以下、前記のように構成された半導体レー
ザ素子の製造方法について図面を参照しながら説明す
る。Hereinafter, a method of manufacturing the semiconductor laser device having the above-described structure will be described with reference to the drawings.

【０２６１】図２８（ａ）、図２８（ｂ）〜図３１は本
発明の第６の実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方
法であって、基板のＡ面における工程順の断面構成を示
している。FIGS. 28 (a), 28 (b) to 31 show a method of manufacturing a semiconductor laser device according to the sixth embodiment of the present invention. ing.

【０２６２】まず、図２８（ａ）に示すように、ＭＯＶ
ＰＥ法により、Ｃ面を主面とする基板１１上に、基板温
度を約５３０℃に設定し、例えば圧力が約３００Ｔｏｒ
ｒの水素と窒素との混合雰囲気として、III 族源のＴＭ
Ｇと、窒素源のＮＨ₃ とを供給して、ＧａＮからなる低
温バッファ層を堆積する（図示せず）。続いて、基板温
度を約９７０℃にまで昇温した後、ＴＭＧ、ＮＨ₃ 及び
ＳｉＨ₄ を基板１１上に供給することにより、膜厚が
０．５μｍ〜１μｍ程度のｎ型ＧａＮからなる第１のシ
ード層１２Ａを成長する。このとき、第１のシード層の
主面はＣ面となっており、転位密度は１０⁹ ｃｍ^-2台で
ある。First, as shown in FIG.
By the PE method, the substrate temperature is set to about 530 ° C. on the substrate 11 having the C plane as the main surface, and the pressure is set to about 300 Torr, for example.
r as a mixed atmosphere of hydrogen and nitrogen,
G and a nitrogen source NH ₃ are supplied to deposit a low-temperature buffer layer made of GaN (not shown). Subsequently, after raising the substrate temperature to about 970 ° C., TMG, NH _3, and SiH ₄ are supplied onto the substrate 11 to form a first layer of n-type GaN having a thickness of about 0.5 μm to 1 μm. Is grown. At this time, the main surface of the first seed layer is the C plane, and the dislocation density is on the order of 10 ⁹ cm ⁻² .

【０２６３】次に、図２８（ｂ）に示すように、第１の
シード層１２Ａ上にレジスト膜を塗布した後、塗布した
レジスト膜をフォトリソグラフィ法により、ストライプ
方向が第１のシード層１２ＡのＭ軸方向と一致するパタ
ーニングを行なって、レジストパターン４０を形成す
る。続いて、レジストパターン４０をマスクとして、第
１のシード層１２Ａに対してドライエッチングを行なう
ことにより、第１のシード層１２Ａの上部に、断面幅が
約３μｍ〜６μｍの凸部１２ａと断面幅が約１２μｍ〜
２４μｍの溝部１２ｂとを一周期とする周期構造体を形
成する。このとき、溝部１２ｂの深さ寸法を５０ｎｍ〜
１μｍ程度としている。Next, as shown in FIG. 28B, after a resist film is applied on the first seed layer 12A, the applied resist film is subjected to photolithography to make the stripe direction of the first seed layer 12A. The resist pattern 40 is formed by performing patterning that matches the M-axis direction. Subsequently, dry etching is performed on the first seed layer 12A using the resist pattern 40 as a mask, so that a convex portion 12a having a sectional width of about 3 μm to 6 μm is formed on the first seed layer 12A. Is about 12 μm
A periodic structure having the 24 μm groove 12b as one cycle is formed. At this time, the depth of the groove 12b is set to 50 nm or more.
It is about 1 μm.

【０２６４】次に、図２９（ａ）に示すように、ＥＣＲ
スパッタ法を用いて、第１のシード層１２Ａにおける溝
部１２ｂの底面及び壁面とレジストパターン４０上に、
窒化シリコンからなるマスク膜１３を堆積する。ここで
も、シリコンの原料には、固体シリコンを用い、反応性
ガスには窒素を用い、プラズマガスにはアルゴンを用い
ている。Next, as shown in FIG.
Using a sputtering method, the bottom surface and the wall surface of the groove 12b in the first seed layer 12A and the resist pattern 40 are
A mask film 13 made of silicon nitride is deposited. Here, solid silicon is used as a silicon raw material, nitrogen is used as a reactive gas, and argon is used as a plasma gas.

【０２６５】次に、図２９（ｂ）に示すように、レジス
タパターン４０に対してリフトオフを行なって、レジス
トパターン４０及びその上のマスク膜１３を除去する。
なお、マスク膜１３は、溝部１２ｂの壁面の全面を覆っ
ていても良く、壁面の一部を覆っていても良い。Next, as shown in FIG. 29B, the resist pattern 40 is lifted off to remove the resist pattern 40 and the mask film 13 thereon.
Note that the mask film 13 may cover the entire wall surface of the groove 12b, or may cover a part of the wall surface.

【０２６６】次に、図３０（ａ）に示すように、再度Ｍ
ＯＶＰＥ法を用いて、例えば圧力が約１００Ｔｏｒｒの
水素と窒素との混合雰囲気とし、基板温度を約１０００
℃にまで昇温した後、ＴＭＧ、ＮＨ₃ 及びＳｉＨ₄ を第
１のシード層１２Ａの上に供給することにより、第１の
シード層１２Ａのマスク膜１３から露出した領域を種結
晶として、ｎ型ＧａＮからなる第２のシード層１２Ｂを
成長する。このとき、第２のシード層１２Ｂは、各凸部
１２ａの頂面から上方に成長すると共に、基板面に平行
な方向にも成長して、隣接する溝部１２ｂの両側から成
長してきた結晶体同士の互いに対向する側面が溝部１２
ｂのほぼ中央部で接合して接合部１２ｅを形成する。こ
れにより、複数の凸部１２ａの頂面から成長する各結晶
体は一体化されて、上面がＣ面からなる第２のシード層
１２Ｂが形成される。また、このとき、第１のシード層
１２Ａにおける各溝部１２ｂの底面及び壁面と第２のシ
ード層１２Ｂの下面とにより囲まれてなる複数の空隙部
１２ｃが形成される。このときの、第２のシード層１２
Ｂの膜厚は、溝部１２ｂの幅寸法等に依存するが、約２
μｍ〜６μｍである。Next, as shown in FIG.
Using the OVPE method, for example, a mixed atmosphere of hydrogen and nitrogen at a pressure of about 100 Torr is used, and a substrate temperature of about 1000 Torr is set.
After the temperature was raised to ° C., TMG, NH _3, and SiH ₄ were supplied onto the first seed layer 12A, so that the region of the first seed layer 12A exposed from the mask film 13 was used as a seed crystal to form n A second seed layer 12B made of type GaN is grown. At this time, the second seed layer 12B grows upward from the top surface of each projection 12a, and also grows in a direction parallel to the substrate surface, so that the crystals that have grown from both sides of the adjacent groove 12b. The opposing side surfaces of the groove 12
The bonding portion 12e is formed by bonding at substantially the center of b. As a result, the crystals grown from the top surfaces of the plurality of projections 12a are integrated, and the second seed layer 12B having the upper surface formed of the C plane is formed. At this time, a plurality of voids 12c are formed, which are surrounded by the bottom and wall surfaces of each groove 12b in the first seed layer 12A and the lower surface of the second seed layer 12B. At this time, the second seed layer 12
The thickness of B depends on the width of the groove 12b and the like.
μm to 6 μm.

【０２６７】第２のシード層１２Ｂにおける接合部１２
ｅを除く選択成長領域では、転位密度が約１ｘ１０⁶ ｃ
ｍ^-2程度の貫通転位が観測されるのに対し、接合部１２
ｅでは、Ｃ面内に平行な転位密度が約４ｘ１０⁷ ｃｍ^-2
の結晶転位が観測される。The bonding portion 12 in the second seed layer 12B
In the selective growth region except for e, the dislocation density is about 1 × 10 ⁶ c
While threading dislocations of about m ⁻² are observed,
In e, the dislocation density parallel to the C plane is about 4 × 10 ⁷ cm ^−2.
Is observed.

【０２６８】また、第２のシード層１２Ｂにおける凸部
１２ａの上側部分のＣ軸と空隙部１２ｃ上の領域のＣ軸
とのチルト角は０．０１度〜０．０３度である。The tilt angle between the C-axis of the upper portion of the protrusion 12a in the second seed layer 12B and the C-axis of the region above the gap 12c is 0.01 to 0.03 degrees.

【０２６９】このように、本実施形態に係るＥＬＯ成長
法が従来のＥＬＯ成長と比較してチルト角が極めて小さ
くなるのは、ＥＬＯ成長した結晶層である第２のシード
層１２Ｂが第１のシード層１２Ａと接触しておらず、マ
スク膜１３との界面で従来のようなストレスが発生しな
いからである。As described above, the tilt angle of the ELO growth method according to the present embodiment is extremely smaller than that of the conventional ELO growth because the second seed layer 12B, which is the crystal layer grown by the ELO, is the first seed layer. This is because it does not come into contact with the seed layer 12A and does not generate stress at the interface with the mask film 13 as in the related art.

【０２７０】なお、接合部１２ｅの下部に、空隙部１２
ｃ側に開口する逆Ｖ字状のボイドが現われる。The gap 12 is formed below the joint 12e.
An inverted V-shaped void appears on the c side.

【０２７１】さらに、本実施形態においては、第２のシ
ード層１２Ｂの選択成長を行なう際に、溝部１２ｂの底
面上に多結晶体が析出したとしても、第１のシード層１
２Ａの上部に設けた凸部１２ａ及び溝部１２ｂにより形
成される段差によって多結晶体が第２のシード層１２Ｂ
と接触しないため、レーザ構造を含む積層体３０の結晶
品質に悪影響を及ぼすことはない。その結果、積層体３
０から形成されるレーザ素子の動作特性のばらつきを低
減でき、歩留まりを向上させることができる。Further, in the present embodiment, even when a polycrystal is deposited on the bottom surface of trench 12b during selective growth of second seed layer 12B, first seed layer 1
The polycrystalline body is formed into the second seed layer 12B by a step formed by the protrusion 12a and the groove 12b provided on the upper part of the second seed layer 12B.
Therefore, there is no adverse effect on the crystal quality of the laminate 30 including the laser structure. As a result, the laminate 3
Variations in the operating characteristics of the laser element formed from 0 can be reduced, and the yield can be improved.

【０２７２】次に、図３０（ｂ）に示すように、成長し
た第２のシード層１２Ｂの上部に、凸部１２ａ及び溝部
１２ｂを一周期とする周期構造体を、第１のシード層１
２Ａと同様の方法で形成する。このとき、第２のシード
層１２Ｂの凸部１２ａを、その頂面の位置が第２のシー
ド層１２Ｂの低転位密度領域の上に位置するように形成
することが好ましい。すなわち、第２のシード層１２Ｂ
の凸部１２ａの頂面の位置が、第１のシード層１２Ａの
凸部１２ａの頂面の位置と基板面方向に異なり且つ接合
部１２ｅの側方の領域に形成する。Next, as shown in FIG. 30B, on the grown second seed layer 12B, a periodic structure having one period of the protrusions 12a and the grooves 12b is provided on the first seed layer 1B.
It is formed by the same method as 2A. At this time, it is preferable to form the projection 12a of the second seed layer 12B such that the top surface thereof is located above the low dislocation density region of the second seed layer 12B. That is, the second seed layer 12B
The top surface of the projection 12a of the first seed layer 12A is different from the top surface of the projection 12a of the first seed layer 12A in the substrate surface direction, and is formed in a region on the side of the joint 12e.

【０２７３】これにより、第２のシード層１２Ｂにおけ
る、第１のシード層１２Ａの空隙部１２ｃ上に位置する
低転位密度領域を種結晶として、２回目のＥＬＯ成長を
行なえるようになる。なお、窒化ガリウム系結晶は可視
光にとって透明であるため、光学顕微鏡により凸部１２
ａと溝部部１２ｂとを容易に識別することができ、フォ
トリソグラフィ法によるストライプ状パターンを持つ凸
部１２ａの位置決めを行なう際に、専用のアライメント
パターンを用いる必要はない。Thus, the second ELO growth can be performed using the low dislocation density region in the second seed layer 12B located above the void portion 12c of the first seed layer 12A as a seed crystal. Since the gallium nitride-based crystal is transparent to visible light, the projection 12
a and the groove portion 12b can be easily identified, and it is not necessary to use a dedicated alignment pattern when positioning the convex portion 12a having a stripe pattern by photolithography.

【０２７４】次に、図３１に示すように、ＭＯＶＰＥ法
を用いて、例えば、圧力が約１００Ｔｏｒｒの水素と窒
素との混合雰囲気とし、基板温度を約１０００℃とし
て、第２のシード層１２Ｂの上に、マスク膜１３から露
出する凸部１２ａの頂面に現われたＣ面を種結晶とし
て、ｎ型ＡｌＧａＮからなり主面がＣ面からなる選択成
長層１４Ａを一体化されるまで成長させる。これによ
り、選択成長層１４Ａは周期的に形成される接合部１４
ａを除くすべての領域で転位密度が約１ｘ１０⁶ ｃｍ ^-2
と小さくなる。Next, as shown in FIG.
Using, for example, hydrogen at a pressure of about 100 Torr and nitrogen.
And a substrate temperature of about 1000 ° C.
Then, the second seed layer 12B is exposed from the mask film 13 on the second seed layer 12B.
The C-plane appearing on the top surface of the projecting projection 12a is used as a seed crystal.
Thus, a selective component composed of n-type AlGaN and having a main surface composed of C-plane
The long layer 14A is grown until it is integrated. This
Thus, the selective growth layer 14A is formed at the bonding portion 14 formed periodically.
The dislocation density is about 1 × 10⁶ cm ^-2
And smaller.

【０２７５】続いて、圧力が約３００Ｔｏｒｒの水素と
窒素との混合雰囲気とし、基板温度を約９７０℃とし
て、一体化された選択成長層１４Ａの上に、ｎ型超格子
クラッド層１６Ａ、ｎ型光ガイド層１７、ＭＱＷ活性層
１８、ｐ型光ガイド層１９、ｐ型クラッド層２０及びｐ
型コンタクト層２１を順次成長して積層体３０を形成す
る。ここで、ＭＱＷ活性層１８は発振波長が４００ｎｍ
帯となるレーザ発振を得るために、例えば、厚さが約４
ｎｍのＧａ_0.92Ｉｎ_0.08Ｎからなる井戸層と厚さが約６
ｎｍのＧａＮからなるバリア層とにより構成している。Subsequently, an n-type superlattice cladding layer 16A, an n-type superlattice cladding layer 16A, Light guide layer 17, MQW active layer 18, p-type light guide layer 19, p-type cladding layer 20, and p-type
The stacked body 30 is formed by sequentially growing the mold contact layer 21. Here, the MQW active layer 18 has an oscillation wavelength of 400 nm.
In order to obtain a band laser oscillation, for example, a thickness of about 4
nm of Ga _0.92 In _0.08 N and a thickness of about 6 nm.
nm of GaN.

【０２７６】その後、図２７に示すように、ドライエッ
チング法により、ｐ型クラッド層２０の上部及びｐ型コ
ンタクト層２１に対して、ＭＷＱ活性層１８に選択的に
電流を注入する、幅が２μｍ〜５μｍのリッジ部３１を
積層体３０のＡ軸方向、すなわち凸部１２ａのストライ
プ方向と直交する方向に形成する。Then, as shown in FIG. 27, a current is selectively injected into the MWQ active layer 18 into the upper portion of the p-type cladding layer 20 and the p-type contact layer 21 by a dry etching method. The ridge portion 31 having a thickness of about 5 μm is formed in the A-axis direction of the laminate 30, that is, in the direction orthogonal to the stripe direction of the protrusion 12 a.

【０２７７】続いて、積層体３０におけるリッジ部３１
を含まない領域に対してドライエッチングを行なって、
ｎ型超格子クラッド層１６Ａを露出した後、積層体３０
の露出面に絶縁膜２２を堆積する。続いて、絶縁膜２２
における、リッジ部３１の上側の領域及びｎ型超格子ク
ラッド層１６Ａの上側の領域にそれぞれ開口部を設けた
後、蒸着法又はスパッタ法等により、リッジ部３１にお
ける絶縁膜２２の開口部からの露出領域上及びリッジ部
３１の周辺部上にｐ側電極２３を形成し、また、ｎ型超
格子クラッド層１６Ａの絶縁膜２２からの露出領域上に
ｎ側電極２４を形成する。Subsequently, the ridge portion 31 in the laminate 30
Dry etching is performed on the area not containing
After exposing the n-type superlattice cladding layer 16A, the laminate 30
An insulating film 22 is deposited on the exposed surface. Subsequently, the insulating film 22
After the openings are respectively provided in the region above the ridge portion 31 and the region above the n-type superlattice cladding layer 16A, a portion from the opening of the insulating film 22 in the ridge portion 31 is formed by a vapor deposition method or a sputtering method. The p-side electrode 23 is formed on the exposed region and the peripheral portion of the ridge portion 31, and the n-side electrode 24 is formed on the exposed region of the n-type superlattice cladding layer 16A from the insulating film 22.

【０２７８】次に、積層体３０のＡ面、すなわちサファ
イアからなる基板１１のＭ面でへき開することによって
共振器端面を形成する。サファイアのＭ面はへき開が容
易であり、半導体レーザ素子のへき開の歩留まりを良好
に維持できる。なお、基板１１と積層体３０との間に
は、へき開面と平行にのびる複数で且つ２段構成の空隙
部１２ｃが存在するが、これらの空隙部１２ｃによって
へき開の歩留まりが低下することはない。Next, a cavity end face is formed by cleaving the surface A of the laminate 30, that is, the M surface of the substrate 11 made of sapphire. The M-plane of sapphire can be easily cleaved, and the yield of cleavage of the semiconductor laser device can be favorably maintained. In addition, between the substrate 11 and the laminated body 30, there are a plurality of and two-stage gaps 12c extending parallel to the cleavage plane, but the gap 12c does not lower the cleavage yield. .

【０２７９】次に、へき開した両端面に適当な反射率を
得られるように誘電体等によりコーティングを施し、チ
ップ状に分離して図２７に示す半導体レーザ素子を実現
できる。Next, the cleaved end faces are coated with a dielectric material or the like so as to obtain an appropriate reflectance, and separated into chips to realize a semiconductor laser device shown in FIG.

【０２８０】第６の実施形態に係る半導体レーザ素子
は、ＭＱＷ活性層１８を含む積層体３０のＡ軸方向に形
成された共振器と、選択成長により形成されるＭ軸方向
に延びるストライプ状の空隙部１２ｃとが直交するよう
に設けられていることを特徴とする。The semiconductor laser device according to the sixth embodiment has a resonator formed in the A-axis direction of the stacked body 30 including the MQW active layer 18 and a stripe-shaped extending in the M-axis direction formed by selective growth. It is characterized in that the gap portion 12c is provided so as to be orthogonal.

【０２８１】但し、このようにすると、図３１から分か
るように、ＭＱＷ活性層１８のリッジ部３１の長軸方向
である電流注入領域は、各半導体層の接合部１４ａを横
切ることになる。その結果、接合部１４ａに集中する転
位がレーザ素子の動作に影響を与える虞がある。ところ
が、ＭＱＷ活性層１８の層内の転位を観測すると、貫通
転位は接合部１４ａと無関係に面内で均一に約１ｘ１０
⁶ ｃｍ^-2の密度で存在することを確認している。従っ
て、電流注入領域が接合部１４ａを横切ることは半導体
レーザ素子の信頼性に悪影響を与えることはない。However, in this case, as can be seen from FIG. 31, the current injection region in the major axis direction of the ridge portion 31 of the MQW active layer 18 crosses the junction 14a of each semiconductor layer. As a result, there is a possibility that the dislocation concentrated on the joint portion 14a may affect the operation of the laser element. However, when dislocations in the layer of the MQW active layer 18 were observed, threading dislocations were found to be approximately 1 × 10
^It has been confirmed that it exists at a density of ⁶ cm ^-2 . Therefore, the fact that the current injection region crosses the junction 14a does not adversely affect the reliability of the semiconductor laser device.

【０２８２】また、種結晶である第２のシード層１２Ｂ
と選択成長層１４Ａとの間でＣ軸にチルトが存在する
と、Ａ軸方向に形成された共振器の場合は、基板面に対
して垂直な方向にうねるジグザグ導波路となって導波損
失を招く。その結果、レーザ素子の動作電流が増加する
虞がある。たしかに、図３８に示すような従来のＥＬＯ
成長法を用いて製造したレーザ素子ではチルト角が０．
１度以上もあり、例えば空隙部１２ｃの幅が１２ミクロ
ンとすれば、高低差が１０ｎｍ以上のジグザグ導波路と
なるため、レーザ素子の動作電流が増加する。Also, the second seed layer 12B as a seed crystal
If there is a tilt in the C-axis between the substrate and the selective growth layer 14A, the resonator formed in the A-axis direction becomes a zigzag waveguide undulating in a direction perpendicular to the substrate surface to reduce the waveguide loss. Invite. As a result, the operating current of the laser device may increase. Certainly, a conventional ELO as shown in FIG.
In a laser device manufactured by using the growth method, the tilt angle is set to 0.
If the width of the gap 12c is 12 microns, the zigzag waveguide has a height difference of 10 nm or more, and the operating current of the laser element increases.

【０２８３】一方、チルト角が０．０５度以下である
と、高低差は５ｎｍ程度に抑えられるため、ジグザグ導
波路の影響をほとんど無視できる。本実施形態において
は、明のレーザ素子では空隙部１２ｃを形成しながら成
長するラテラル成長により、チルト角を０．０３度以下
に抑えることができるので、ジグザグ導波路の発生を防
止できる。On the other hand, if the tilt angle is less than 0.05 degrees, the height difference can be suppressed to about 5 nm, so that the influence of the zigzag waveguide can be almost ignored. In the present embodiment, the tilt angle can be suppressed to 0.03 degrees or less by the lateral growth of the bright laser element while forming the gap 12c, so that the generation of the zigzag waveguide can be prevented.

【０２８４】また、選択成長層１４Ａにおけるラテラル
成長した領域において、一様なステップフロー成長を観
察している。このような平坦な表面上にＭＱＷ活性層１
８を成長すると、インジウムの局所的な偏析が起こら
ず、均質なＭＱＷ活性層１８を得られるので、動作電流
の低減を図ることができる。In the laterally grown region of the selective growth layer 14A, uniform step flow growth is observed. The MQW active layer 1 is formed on such a flat surface.
When the layer 8 is grown, a uniform segregation of indium does not occur and a homogeneous MQW active layer 18 can be obtained, so that the operating current can be reduced.

【０２８５】また、本実施形態に係る半導体レーザ素子
における基板面に垂直な方向の遠視野像は図１６に示す
グラフと同等であって、単峰性で良好な光強度分布を得
られている。The far-field pattern in the direction perpendicular to the substrate surface in the semiconductor laser device according to the present embodiment is equivalent to the graph shown in FIG. 16, and a good light intensity distribution with a single peak is obtained. .

【０２８６】これは、第３の実施形態と同様に、第２の
シード層１２Ｂの各凸部１２ａの頂面から成長して一体
化された選択成長層１４Ａにｎ型ＡｌＧａＮを用いる共
に、ｎ型ＡｌＧａＮとｎ型ＧａＮとを含む超格子構造を
持つｎ型超格子クラッド層１６Ａがｎ型コンタクト層を
兼ねている。これにより、ＭＱＷ活性層１８の光の閉じ
込め係数値が大きく向上するからである。This is because, similarly to the third embodiment, n-type AlGaN is used for the selective growth layer 14A which is grown from the top surface of each projection 12a of the second seed layer 12B and integrated, and n-type AlGaN is used. The n-type superlattice cladding layer 16A having a superlattice structure including n-type AlGaN and n-type GaN also serves as an n-type contact layer. This is because the light confinement coefficient value of the MQW active layer 18 is greatly improved.

【０２８７】前述したように、選択成長層１４Ａのアル
ミニウムの組成は、２％以上、好ましくは４％以上とす
ると、光の基板１１側への漏れを確実に防止することが
できる。As described above, when the aluminum composition of the selective growth layer 14A is 2% or more, preferably 4% or more, it is possible to reliably prevent light from leaking to the substrate 11 side.

【０２８８】なお、本実施形態においては、第１及び第
２のシード層１２Ａ、１２ＢにＧａＮを用いたが、一般
式Ａｌ_u Ｇａ_v Ｉｎ_w Ｎ（但し、ｕ，ｖ，ｗは、０≦
ｕ，ｖ，ｗ≦１、ｕ＋ｖ＋ｗ＝１である。）からなる窒
化ガリウム系混晶、特にＡｌＧａＮ又はＧａＩｎＮ等を
用いると良く、混晶の組成に応じてラテラル成長に最適
な成長条件を選べばよい。[0288] In the present embodiment, the first and second seed layers 12A, GaN is used to 12B, the general formula Al _u Ga _v In _w N (where, u, v, w are 0 ≦
u, v, w ≦ 1, u + v + w = 1. ), Especially AlGaN or GaInN, etc., and the optimum growth conditions for lateral growth may be selected according to the composition of the mixed crystal.

【０２８９】また、第１のシード層１２Ａは、低温バッ
ファ層を介して形成したが、第１のシード層に単結晶が
得られる方法を用いれば良い。Although the first seed layer 12A is formed via the low-temperature buffer layer, a method that can obtain a single crystal in the first seed layer may be used.

【０２９０】また、基板１１にサファイアを用いたが、
サファイアに代えて、例えば炭化ケイ素、ネオジムガレ
ート（ＮＧＯ）又は窒化ガリウム等を用いてもよい。但
し、炭化ケイ素を基板１１に用いると、積層体３０に引
っ張り歪みが加わり、クラックが発生しやすいため、溝
部１２ｂの断面幅をできるだけ小さくすることにより、
第２のシード層１２Ｂが一体化されたときの膜厚が２μ
ｍ未満となるようにすることが望ましい。このようにす
ると、２回の選択成長及び積層体３０の成長を行なった
後でも積層体３０にクラックが生じない。Although sapphire was used for the substrate 11,
Instead of sapphire, for example, silicon carbide, neodymium gallate (NGO), gallium nitride, or the like may be used. However, when silicon carbide is used for the substrate 11, a tensile strain is applied to the laminate 30 and cracks are easily generated. Therefore, by reducing the cross-sectional width of the groove 12b as much as possible,
The film thickness when the second seed layer 12B is integrated is 2 μm.
It is desirable to make it less than m. In this way, cracks do not occur in the stacked body 30 even after the selective growth and the growth of the stacked body 30 twice.

【０２９１】このため、基板１１の材料に無関係に３回
以上の選択成長は無意味であり、さらには、歪みに起因
する新たな不具合を生じるので好ましくない。Therefore, selective growth three or more times is meaningless irrespective of the material of the substrate 11, and furthermore, it causes a new problem due to distortion, which is not preferable.

【０２９２】また、第１及び第２のシード層１２Ａ、１
２Ｂの各上部の凸部１２ａを形成する際にリフトオフ法
を用いたが、凸部１２ａ及び溝部１２ｂが形成でき、該
溝部１２ｂの少なくとも底面にマスク膜１３が残る方法
であれば、他の方法を用いてもよい。すなわち、凸部１
２ａにおけるマスク１３により覆われていない領域のう
ちのＣ面を種結晶として、空隙部１２ｃが形成される方
法であれば良い。Further, the first and second seed layers 12A, 12A,
Although the lift-off method was used when forming the upper convex portions 12a of 2B, other methods may be used as long as the convex portions 12a and the groove portions 12b can be formed and the mask film 13 remains on at least the bottom surface of the groove portions 12b. May be used. That is, the convex portion 1
Any method may be used as long as the voids 12c are formed by using the C plane of the region not covered by the mask 13 in 2a as a seed crystal.

【０２９３】また、マスク膜１３は、窒化シリコンに限
らず、第１の実施形態及びその第１変形例に示した誘電
体、非晶質の絶縁体、高融点金属又は高融点金属化物を
用いることが好ましい。なお、誘電体膜の堆積にはＥＣ
Ｒスパッタ法を用いることにより、低温で良質のマスク
膜１３を得ることができる。The mask film 13 is not limited to silicon nitride, but may be made of the dielectric, amorphous insulator, high-melting metal or high-melting metal shown in the first embodiment and its first modification. Is preferred. In addition, EC is used for depositing the dielectric film.
By using the R sputtering method, a high-quality mask film 13 can be obtained at a low temperature.

【０２９４】また、本実施形態に係る低転位密度領域を
有する窒化物半導体層を用いることにより、発光素子に
限らず、電子素子等の他の半導体素子を形成しても良
い。これにより、該半導体素子の高信頼性と高歩留まり
とを実現できる。Further, by using the nitride semiconductor layer having a low dislocation density region according to the present embodiment, not only a light emitting element but also another semiconductor element such as an electronic element may be formed. Thereby, high reliability and high yield of the semiconductor element can be realized.

【０２９５】（第７の実施形態）以下、本発明の第７の
実施形態について図面を参照しながら説明する。(Seventh Embodiment) Hereinafter, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【０２９６】図３２は本発明の第７の実施形態に係る窒
化ガリウム系半導体レーザ素子の断面構成を示してい
る。図３２において、図１に示す構成部材と同一の構成
部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。FIG. 32 shows a sectional structure of a gallium nitride based semiconductor laser device according to the seventh embodiment of the present invention. 32, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【０２９７】図３２に示すように、第７の実施形態に係
る半導体レーザ素子は、シード層１２の上部に設けられ
たＥＬＯ成長用の種結晶となり且つ第１の形成周期を持
つストライプ状の凸部１２ａと、積層体３０の上部に設
けられ、電流注入用の１つのリッジ部３１Ａ及び該リッ
ジ部３１Ａの位置合わせ用の複数のダミーリッジ部３１
Ｂとを有している。これらリッジ部３１Ａ及びダミーリ
ッジ部３１Ｂは、凸部１２ａと同一の方向に延び、且
つ、第１の形成周期と異なる第２の形成周期を持つよう
に形成されている。As shown in FIG. 32, the semiconductor laser device according to the seventh embodiment becomes a seed crystal for ELO growth provided on the seed layer 12 and has a stripe-shaped convex having a first formation period. Part 12a, one ridge part 31A for current injection, and a plurality of dummy ridge parts 31 for positioning the ridge part 31A, which are provided on the stacked body 30.
B. The ridge portion 31A and the dummy ridge portion 31B are formed so as to extend in the same direction as the convex portion 12a and have a second formation cycle different from the first formation cycle.

【０２９８】以下、前記のように構成された半導体レー
ザ素子の製造方法について図面を参照しながら説明す
る。Hereinafter, a method for manufacturing the semiconductor laser device having the above-described structure will be described with reference to the drawings.

【０２９９】図３３〜図３５は本発明の第７の実施形態
に係る半導体レーザ素子の製造方法の工程順の断面構成
を示している。FIGS. 33 to 35 show sectional structures in the order of steps of a method for manufacturing a semiconductor laser device according to the seventh embodiment of the present invention.

【０３００】まず、図３３に示すように、ＭＯＶＰＥ法
を用いて、第１の実施形態と同様に、第１のサファイア
からなる基板１１上にＧａＮからなるシード層１２を成
長し、レジスト膜を用いたフォトリソグラフィ法及びド
ライエッチング法により、成長したシード層１２の上部
に、リッジストライプ状の凸部１２ａを形成する。ここ
では、一例として、凸部１２ａの断面幅を約４μｍと
し、溝部１２ｂの断面幅を約１２μｍとして、第１の形
成周期を１６μｍとしている。First, as shown in FIG. 33, a seed layer 12 made of GaN is grown on a substrate 11 made of first sapphire by MOVPE in the same manner as in the first embodiment, and a resist film is formed. A ridge stripe-shaped convex portion 12a is formed on the grown seed layer 12 by the used photolithography method and dry etching method. Here, as an example, the cross-sectional width of the projection 12a is about 4 μm, the cross-section width of the groove 12b is about 12 μm, and the first forming cycle is 16 μm.

【０３０１】次に、ＥＣＲスパッタ法を用いて、凸部１
２ａが形成されたシード層１２の上に全面にわたって、
窒化シリコンからなるマスク膜１３を堆積し、続いて、
レジスト膜をリフトオフすることにより、凸部１２ａの
少なくとも頂面をマスク膜１３から露出する。ここで、
マスク膜１３は、溝部１２ｂの壁面を覆っていてもよ
く、覆っていなくてもよい。Next, the projections 1 were formed by ECR sputtering.
Over the entire surface of the seed layer 12 on which 2a is formed,
Depositing a mask film 13 made of silicon nitride,
By lifting off the resist film, at least the top surface of the projection 12 a is exposed from the mask film 13. here,
The mask film 13 may or may not cover the wall surface of the groove 12b.

【０３０２】続いて、ＭＯＶＰＥ法により、第１の実施
形態と同様に、シード層１２の上に、マスク膜１３から
露出する凸部１２ａの頂面に現われるＣ面を種結晶とし
て、選択成長層１４及び積層体３０を順次成長させる。Then, as in the first embodiment, a selective growth layer is formed on the seed layer 12 by using the C-plane appearing on the top surface of the projection 12a exposed from the mask film 13 as a seed crystal by the MOVPE method. 14 and the stacked body 30 are sequentially grown.

【０３０３】次に、図３４に示すように、ｐ型クラッド
層２０の上部及びｐ型コンタクト層２１に対して、断面
幅が約３μｍで、周期が１８μｍの第２の形成周期を持
つリッジ部３１Ａ及びダミーリッジ部３１Ｂを形成す
る。ここでは、電流注入用のリッジ部３１Ａは、空隙部
１２ｃの上方で且つ接合部１４ａと重ならない領域、す
なわち、結晶転位が少ない低転位密度領域に形成する。
その後、ＥＣＲスパッタ法により、アルゴンを雰囲気と
し、金属アルミニウム及び窒素を原料として、リッジ部
３１Ａ及びダミーリッジ部３１Ｂの側面及びその間の領
域を窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる絶縁膜３５で
覆う。Next, as shown in FIG. 34, the ridge portion having a second formation period of about 3 μm in cross-section and a period of 18 μm with respect to the upper part of the p-type cladding layer 20 and the p-type contact layer 21. 31A and a dummy ridge portion 31B are formed. Here, the ridge portion 31A for current injection is formed in a region above the void portion 12c and not overlapping with the bonding portion 14a, that is, a low dislocation density region having few crystal dislocations.
Thereafter, the sides of the ridge portion 31A and the dummy ridge portion 31B and a region therebetween are covered with an insulating film 35 made of aluminum nitride (AlN) by an ECR sputtering method using an atmosphere of argon and metal aluminum and nitrogen as raw materials.

【０３０４】次に、図３５に示すように、積層体３０に
おけるリッジ部３１Ａを含まない領域に対して、ドライ
エッチングを行なって、ｎ型コンタクト層１５を、ｎ型
クラッド層１６によるダミーリッジ部３１が形成される
ように露出した後、積層体３０の露出面に窒化シリコン
からなる絶縁膜２２を堆積する。Next, as shown in FIG. 35, the region not including the ridge portion 31A in the laminated body 30 is dry-etched to form the n-type contact layer 15 into the dummy ridge portion by the n-type cladding layer 16. After being exposed so that 31 is formed, an insulating film 22 made of silicon nitride is deposited on the exposed surface of the stacked body 30.

【０３０５】次に、図３２に示すように、四フッ化炭素
（ＣＦ₄ ）を用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）
により、絶縁膜２２における、リッジ部３１Ａの上側及
び側方部分、並びにｎ型コンタクト層１５における１つ
のダミーリッジ部３１Ｂの上側及び側方部分にそれぞれ
開口部を設ける。その後、リッジ部３１Ａ及びその側方
における絶縁膜２２の開口部からの露出領域上にｐ側電
極２３を形成すると共に、ｎ型コンタクト層１５の上に
おけるダミーリッジ部３１Ｂ及びその側方における絶縁
膜２２の開口部からの露出領域上にｎ側電極２４を形成
する。なお、絶縁膜２２におけるリッジ部３１Ａの上側
及び側方部分を除去する際に、絶縁膜２２の下側に形成
されている絶縁膜３５も多少はエッチングされるが、注
入電流に対する電流狭窄及び水平横モード制御に影響が
ない程度であれば無視してもよい。Next, as shown in FIG. 32, reactive ion etching (RIE) using carbon tetrafluoride (CF ₄ )
Accordingly, openings are provided in the insulating film 22 above and on the side portions of the ridge portion 31A and on the n-type contact layer 15 above and on the side portions of one dummy ridge portion 31B. Thereafter, the p-side electrode 23 is formed on the ridge portion 31A and the exposed region of the insulating film 22 on the side thereof from the opening, and the dummy ridge portion 31B on the n-type contact layer 15 and the insulating film on the side thereof are formed. An n-side electrode 24 is formed on a region exposed from the opening 22. When the upper and side portions of the ridge portion 31A in the insulating film 22 are removed, the insulating film 35 formed below the insulating film 22 is also slightly etched. If it does not affect the lateral mode control, it may be ignored.

【０３０６】以上のようにして得られた半導体レーザ素
子は、厚さが約３ｎｍのＧａ_0.8 Ｉｎ_0.2 Ｎからなる井
戸層と厚さが約６ｎｍのＧａＮからなるバリア層とから
構成されたＭＱＷ活性層１８により、波長が約４０３ｎ
ｍのレーザ発振を起こす。The semiconductor laser device obtained as described above has an MQW active layer composed of a well layer made of Ga _0.8 In _0.2 N having a thickness of about 3 nm and a barrier layer made of GaN having a thickness of about 6 nm. Due to the layer 18, the wavelength is about 403 n
m laser oscillation.

【０３０７】以下、本実施形態に係る半導体レーザ素子
の製造方法の特徴であるリッジ部３１Ａ及びダミーリッ
ジ部３１Ｂと凸部１２ａとの位置合わせ方法を図面に基
づいて説明する。Hereinafter, a method of aligning the ridge portion 31A and the dummy ridge portion 31B with the convex portion 12a, which is a feature of the method of manufacturing the semiconductor laser device according to the present embodiment, will be described with reference to the drawings.

【０３０８】前述したように、図３２において、電流注
入用のリッジ部３１Ａは積層体３０における低転位密度
領域に形成することが半導体レーザ素子の特性の向上を
図る上で必須となる。As described above, in FIG. 32, it is indispensable to form the ridge portion 31A for current injection in the low dislocation density region of the stacked body 30 in order to improve the characteristics of the semiconductor laser device.

【０３０９】図３６（ａ）は複数のリッジ部３１のう
ち、電流注入用として適当なリッジ部３１を示した例で
ある。○印を付したリッジ部３１は、凸部１２ａと接合
部１４ａとの間にあって、最も転位密度が低い領域に位
置している。これとは逆に、×印を付したリッジ部３１
は高転位密度領域上に位置している。FIG. 36 (a) shows an example of a plurality of ridges 31 suitable for current injection. The ridge portion 31 marked with a circle is located between the convex portion 12a and the joint portion 14a, and is located in a region having the lowest dislocation density. On the contrary, the ridge portion 31 marked with a cross
Are located on the high dislocation density region.

【０３１０】従って、図３５に示した、ｎ型コンタクト
層１５を露出するエッチング工程において、○印を付し
たリッジ部３１を電流注入用のリッジ部３１Ａとして残
しておく必要がある。Therefore, in the etching step for exposing the n-type contact layer 15 shown in FIG. 35, it is necessary to leave the ridge 31 marked with a circle as the ridge 31A for current injection.

【０３１１】そこで、本実施形態においては、図３６
（ｂ）に示すように、リッジ部３１Ａとダミーリッジ部
３１Ｂとを容易に且つ確実に選別できるように、以下の
ような方法を採る。Therefore, in the present embodiment, FIG.
As shown in (b), the following method is adopted so that the ridge portion 31A and the dummy ridge portion 31B can be easily and reliably selected.

【０３１２】あらかじめ、第２の形成周期（パターン
Ｂ）を持つリッジ部３１Ａ及びダミーリッジ部３１Ｂを
区別できるように番号等を付しておく。ここでは、番号
２を付したリッジ部３１を電流注入用のリッジ部３１Ａ
とする。[0312] A number or the like is assigned in advance so that the ridge portion 31A having the second formation period (pattern B) and the dummy ridge portion 31B can be distinguished. Here, the ridge 31 numbered 2 is replaced with the ridge 31A for current injection.
And

【０３１３】一方、ウエハ上には、リッジ部３１ごとに
付された番号と対応するように、例えば、基板１１上に
おけるレーザ素子同士の間のへき開領域等に、合わせマ
ーク（＝アライメントパターン）を設けておく。本実施
形態の場合は、第１の形成周期（パターンＡ）と第２の
形成周期（パターンＢ）との差は２μｍであるため、パ
ターンＢを８回繰り返すと、互いに近接するリッジ部３
１と凸部１２ａとの互いの位置関係が同一となる。従っ
て、少なくとも８個の合わせマークを用意すれば、番号
１〜８の間には、○印を付すことができるリッジ部３１
が少なくとも１つ存在することになる。On the other hand, an alignment mark (= alignment pattern) is formed on the wafer, for example, in a cleaved region between laser elements on the substrate 11 so as to correspond to the number assigned to each ridge portion 31. It is provided. In the case of the present embodiment, the difference between the first formation period (pattern A) and the second formation period (pattern B) is 2 μm.
1 and the convex portion 12a have the same positional relationship with each other. Therefore, if at least eight alignment marks are prepared, the ridge 31 can be marked with a circle between the numbers 1 to 8.
At least one exists.

【０３１４】従って、図３５に示したエッチング工程に
おいては、一例として、積層体３０における番号３のダ
ミーリッジ部３１Ｂと番号４のダミーリッジ部３１Ｂと
の間の領域に、フォトマスクの境界を合わせれば、電流
注入用のリッジ部３１Ａを残すことができる。Therefore, in the etching step shown in FIG. 35, as an example, the boundary of the photomask is aligned with the region between the dummy ridge portion 31B of No. 3 and the dummy ridge portion 31B of No. 4 in the stacked body 30. Thus, the ridge portion 31A for current injection can be left.

【０３１５】また、ｐ側電極２３を形成する際に絶縁膜
２２に対して開口部を形成するエッチングの際にも、番
号２が付されたリッジ部３１Ａを容易に認識できる。Further, the ridge 31A numbered 2 can be easily recognized also in the etching for forming an opening in the insulating film 22 when the p-side electrode 23 is formed.

【０３１６】なお、レーザ素子のチップ幅は約３００μ
ｍ〜５００μｍであるため、番号１〜８の第３の周期が
１回でなく、２、３回現われる。The chip width of the laser device is about 300 μm.
Since the length is m to 500 μm, the third cycle of numbers 1 to 8 appears not once but two or three times.

【０３１７】さらに、シード層１２と選択成長層１４と
の間にストライプ状の空隙部１２ｃが形成されているこ
とによる、マスクの位置合わせ時に生じる効果について
説明する。この効果は、シード層１２の上部に設けた空
隙部１２ｃ同士の間の凸部１２ａの頂面をＥＬＯ成長の
種結晶に用いることから生じている。すなわち、転位が
少ないリッジ部３１を選択するには、光学顕微鏡等を用
いて上方から観察する際に、積層体３０における低転位
密度領域を特定できなくてはならない。本実施形態にお
いては、図３２に示すように、空隙部１２ｃによって、
観察光の屈折率差が大きくなるため、凸部１２ａ（高転
位密度領域）の位置が明確となるので、凸部１２ａと接
合部１４ａとの間に位置する電流注入用のリッジ部３１
Ａの候補となるリッジ部３１を容易に且つ確実に区別で
きるようになる。その結果、フォトリソグラフィ工程に
おけるマスクの位置合わせが容易となり、フォトリソグ
ラフィ工程のスループットを向上できる。[0317] Further, the effect of the formation of the stripe-shaped voids 12c between the seed layer 12 and the selective growth layer 14 at the time of mask alignment will be described. This effect is caused by using the top surface of the convex portion 12a between the void portions 12c provided on the seed layer 12 as a seed crystal for ELO growth. That is, in order to select the ridge portion 31 having few dislocations, it is necessary to be able to identify a low dislocation density region in the stacked body 30 when observing from above using an optical microscope or the like. In the present embodiment, as shown in FIG.
Since the difference in the refractive index of the observation light increases, the position of the convex portion 12a (high dislocation density region) becomes clear, and therefore the ridge portion 31 for current injection located between the convex portion 12a and the joint portion 14a.
The ridge portion 31 that is a candidate for A can be easily and reliably distinguished. As a result, the alignment of the mask in the photolithography process is facilitated, and the throughput of the photolithography process can be improved.

【０３１８】なお、本実施形態においては、凸部１２ａ
の第１の形成周期と、リッジ部３１の第２の形成周期と
をいずれも一定の周期としたが、必ずしも一定である必
要はなく、各形成周期が互いにずれるような構成であれ
ばよい。例えば、各形成周期が等差級数を満足するよう
な数列群を構成していていもよい。In the present embodiment, the protrusion 12a
Although the first formation cycle and the second formation cycle of the ridge portion 31 are both constant, they need not always be constant, and may have any configuration as long as the formation cycles are shifted from each other. For example, a sequence group may be configured such that each formation cycle satisfies the arithmetic series.

【０３１９】また、絶縁膜３５に窒化アルミニウムを用
い、絶縁膜２２に窒化シリコンを用いたが、絶縁膜２２
のエッチングの際に、絶縁膜３５に対してエッチング選
択比が十分に大きければ良く、これらの代わりに、例え
ば、絶縁膜３５が酸化シリコンで且つ絶縁膜２２が窒化
シリコンであっても良い。また、絶縁膜２２に対するエ
ッチングはウエットエッチングでもドライエッチングで
もよい。Also, aluminum nitride is used for the insulating film 35 and silicon nitride is used for the insulating film 22.
It is sufficient that the etching selectivity is sufficiently large with respect to the insulating film 35 at the time of the etching. Instead, for example, the insulating film 35 may be silicon oxide and the insulating film 22 may be silicon nitride. Further, the etching for the insulating film 22 may be wet etching or dry etching.

【０３２０】また、基板１１にサファイアを用いたが、
サファイアに代えて、例えば炭化ケイ素、ネオジウムガ
レート（ＮＧＯ）又は窒化ガリウム等を用いてもよい。[0320] Although sapphire was used for the substrate 11,
Instead of sapphire, for example, silicon carbide, neodymium gallate (NGO), gallium nitride, or the like may be used.

【０３２１】また、マスク膜１３には、ＥＣＲスパッタ
法による窒化シリコンや酸化シリコン等の誘電体を用い
ても良く、さらに好ましくは、タングステン等の高融点
金属やそのシリサイド化物を用いると良い。The mask film 13 may be made of a dielectric such as silicon nitride or silicon oxide by ECR sputtering, and more preferably, a high melting point metal such as tungsten or a silicide thereof.

【０３２２】また、シード層１２の上部の凸部１２ａを
形成する際にリフトオフ法を用いたが、凸部１２ａ及び
溝部１２ｂが形成できる方法であればよい。Further, although the lift-off method is used when forming the projection 12a on the seed layer 12, any method can be used as long as the projection 12a and the groove 12b can be formed.

【０３２３】また、本実施形態に係る、互いに周期が異
なる２種類の周期構造体を用いる方法は、従来のＥＬＯ
成長法等にも適用できる。The method using two types of periodic structures having different periods from each other according to this embodiment is the same as the conventional ELO.
It can be applied to a growth method and the like.

【０３２４】[0324]

【発明の効果】本発明の窒化物半導体の製造方法による
と、ＥＬＯ成長する選択成長層が、ＥＬＯ成長時のマス
ク膜の上に析出する多結晶体の影響を受けなくなるた
め、選択成長層及びその上に成長する積層体の結晶の品
位が向上する。従って、本発明の窒化物半導体を用いた
窒化物半導体素子の動作特性及び信頼性を向上できる。According to the method for manufacturing a nitride semiconductor of the present invention, the selective growth layer on which the ELO is grown is not affected by the polycrystalline material deposited on the mask film during the ELO growth. The quality of the crystal of the laminate grown thereon is improved. Therefore, the operating characteristics and reliability of the nitride semiconductor device using the nitride semiconductor of the present invention can be improved.

【０３２５】また、マスク膜の上に析出する多結晶体の
影響を受けなくなるするための凸部同士の間を壁面とす
る空隙部により、光閉じ込め係数値を向上できる。Further, a light confinement coefficient value can be improved by a void portion having a wall surface between the convex portions so as not to be affected by the polycrystal deposited on the mask film.

【０３２６】また、空隙部を設けることにより、共振器
端面を自然形成でき、該共振器端面をへき開面としなく
ても済み、また、選択成長層の結晶成長軸のチルトを低
減でき、マスクの位置合わせをも容易に行なえるように
なる。By providing the gap, the cavity end face can be formed naturally, and the cavity end face does not need to be a cleavage plane. Further, the tilt of the crystal growth axis of the selective growth layer can be reduced, and the mask Positioning can be easily performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１の実施形態に係る窒化ガリウム系
半導体レーザ素子を示す構成断面図である。FIG. 1 is a configuration sectional view showing a gallium nitride based semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention.

【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施形態に
係る窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法を示す
工程順の構成断面図である。FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the gallium nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図３】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施形態に
係る窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法を示す
工程順の構成断面図である。FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the gallium nitride based semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図４】本発明の第１の実施形態に係る窒化ガリウム系
半導体レーザ素子の製造方法を示す工程順の構成断面図
である。FIG. 4 is a sectional view illustrating a method of manufacturing the gallium nitride based semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図５】本発明の第１の実施形態に係る窒化ガリウム系
半導体レーザ素子の製造方法の特徴を示す模式的な断面
図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the features of the method for manufacturing the gallium nitride based semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention.

【図６】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施形態に係
る窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法の特徴を
段階的に示す模式的な断面図である。FIGS. 6A to 6D are schematic cross-sectional views illustrating the features of the method for manufacturing the gallium nitride based semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention step by step.

【図７】本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る窒
化ガリウム系半導体レーザ素子の選択成長層の室温にお
けるフォトルミネッセンスを、第１の実施形態と比較し
た結果を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a result of comparing photoluminescence at room temperature of a selective growth layer of a gallium nitride based semiconductor laser device according to a first modification of the first embodiment of the present invention with that of the first embodiment; .

【図８】本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る窒
化ガリウム系半導体レーザ素子を示す構成断面図であ
る。FIG. 8 is a configuration sectional view showing a gallium nitride based semiconductor laser device according to a second modification of the first embodiment of the present invention.

【図９】本発明の第２の実施形態に係る窒化ガリウム系
半導体レーザ素子を示す構成断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing a configuration of a gallium nitride based semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention.

【図１０】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２の実施形態
に係る窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法を示
す工程順の構成断面図である。FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a gallium nitride based semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention in the order of steps.

【図１１】本発明の第２の実施形態に係る窒化ガリウム
系半導体レーザ素子の製造方法を示す工程順の構成断面
図である。FIG. 11 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a gallium nitride-based semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention in the order of steps.

【図１２】本発明の第２の実施形態に係る窒化ガリウム
系半導体レーザ素子の製造方法を示す工程順の構成断面
図である。FIG. 12 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a gallium nitride-based semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention in the order of steps.

【図１３】本発明の第２の実施形態に係る窒化ガリウム
系半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の共振器端
面に平行な方向における遠視野像を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing a far-field image of a laser beam emitted from a gallium nitride based semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention in a direction parallel to the cavity facet.

【図１４】本発明の第３の実施形態に係る窒化ガリウム
系半導体レーザ素子を示す構成断面図である。FIG. 14 is a configuration sectional view showing a gallium nitride based semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention.

【図１５】本発明の第３の実施形態に係る窒化ガリウム
系半導体レーザ素子のリッジ部における基板と垂直な方
向の屈折率分布と、共振器端面の光強度分布との関係を
示すグラフである。FIG. 15 is a graph showing a relationship between a refractive index distribution in a direction perpendicular to a substrate at a ridge portion of a gallium nitride based semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention and a light intensity distribution on a cavity facet. .

【図１６】本発明の第３の実施形態に係る窒化ガリウム
系半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の共振器端
面に平行な方向における遠視野像を示すグラフである。FIG. 16 is a graph showing a far-field image of a laser beam emitted from a gallium nitride based semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention in a direction parallel to a cavity facet.

【図１７】本発明の第３の実施形態に係る窒化ガリウム
系半導体レーザ素子における積層体３０を形成する前の
選択成長層の光学顕微鏡による平面写真と、それと対応
する構成断面図である。17A and 17B are a plan view photograph of a selectively grown layer of a gallium nitride based semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention before a laminate 30 is formed, taken by an optical microscope, and a corresponding cross-sectional view.

【図１８】本発明の第４の実施形態に係る窒化ガリウム
系半導体レーザ素子を示す構成断面図である。FIG. 18 is a sectional view showing a configuration of a gallium nitride based semiconductor laser device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図１９】（ａ）は本発明の第４の実施形態に係る窒化
ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法における選択成
長機構を模式的に表わした断面構成図である。（ｂ）は
第２の従来例に係る窒化ガリウム系半導体レーザ素子の
製造方法における選択成長機構を模式的に表わした断面
構成図である。FIG. 19A is a cross-sectional configuration diagram schematically showing a selective growth mechanism in a method for manufacturing a gallium nitride based semiconductor laser device according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 4B is a cross-sectional view schematically showing a selective growth mechanism in a method of manufacturing a gallium nitride based semiconductor laser device according to a second conventional example.

【図２０】（ａ）は本発明の第４の実施形態に係る窒化
ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法において選択成
長層を２段階で形成する効果を示す部分的な斜視図であ
る。（ｂ）は比較用であって、窒化ガリウム系半導体レ
ーザ素子の選択成長層の側面にうねりが生じる様子を示
す部分的な斜視図である。FIG. 20 (a) is a partial perspective view showing an effect of forming a selective growth layer in two stages in a method of manufacturing a gallium nitride based semiconductor laser device according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 2B is a partial perspective view showing a state in which undulation occurs on a side surface of the selective growth layer of the gallium nitride based semiconductor laser device for comparison.

【図２１】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第４の実施形態に
係る窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法の特徴
を段階的に示す模式的な断面図である。FIGS. 21 (a) to (d) are schematic sectional views showing step by step the features of a method of manufacturing a gallium nitride based semiconductor laser device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図２２】本発明の第５の実施形態に係る窒化ガリウム
系半導体レーザ素子における積層体のＭ面、すなわち基
板のＡ面における構成断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view of the structure of the gallium nitride-based semiconductor laser device according to a fifth embodiment of the present invention on the M-plane of the stacked body, that is, the A-plane of the substrate.

【図２３】本発明の第５の実施形態に係る窒化ガリウム
系半導体レーザ素子を示し、図２２のXXIII−XXIII線に
おける構成断面図である。23 shows a gallium nitride based semiconductor laser device according to a fifth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line XXIII-XXIII of FIG.

【図２４】本発明の第５の実施形態の第１変形例に係る
窒化ガリウム系半導体レーザ素子における積層体のＭ
面、すなわち基板のＡ面における構成断面図である。FIG. 24 is a cross-sectional view of a stacked body in a gallium nitride based semiconductor laser device according to a first modification of the fifth embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration on a surface, that is, an A surface of the substrate.

【図２５】本発明の第５の実施形態の第２変形例に係る
窒化ガリウム系半導体レーザ素子における積層体のＭ
面、すなわち基板のＡ面における構成断面図である。FIG. 25 is a cross-sectional view of a gallium nitride based semiconductor laser device according to a second modification of the fifth embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration on a surface, that is, an A surface of the substrate.

【図２６】本発明の第５の実施形態の第３変形例に係る
窒化ガリウム系半導体レーザ素子における積層体のＭ
面、すなわち基板のＡ面における構成断面図である。FIG. 26 is a cross-sectional view of a gallium nitride based semiconductor laser device according to a third modification of the fifth embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration on a surface, that is, an A surface of the substrate.

【図２７】本発明の第６の実施形態に係る窒化ガリウム
系半導体レーザ素子における積層体のＡ面、すなわち基
板のＭ面における構成断面図である。FIG. 27 is a cross-sectional view of the structure of the gallium nitride-based semiconductor laser device according to a sixth embodiment of the present invention, taken along plane A of the stacked body, that is, plane M of the substrate.

【図２８】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第６の実施形態
に係る窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法を示
す工程順の構成断面図である。FIGS. 28A and 28B are cross-sectional views in the order of steps showing a method for manufacturing a gallium nitride based semiconductor laser device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図２９】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第６の実施形態
に係る窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法を示
す工程順の構成断面図である。FIGS. 29A and 29B are cross-sectional views in the order of steps showing a method for manufacturing a gallium nitride based semiconductor laser device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図３０】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第６の実施形態
に係る窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法を示
す工程順の構成断面図である。FIGS. 30A and 30B are cross-sectional views in the order of steps showing a method for manufacturing a gallium nitride based semiconductor laser device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図３１】本発明の第６の実施形態に係る窒化ガリウム
系半導体レーザ素子の製造方法を示す工程順の構成断面
図である。FIG. 31 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a gallium nitride-based semiconductor laser device according to a sixth embodiment of the present invention in the order of steps.

【図３２】本発明の第７の実施形態に係る窒化ガリウム
系半導体レーザ素子の構成断面図である。FIG. 32 is a configuration sectional view of a gallium nitride based semiconductor laser device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図３３】本発明の第７の実施形態に係る窒化ガリウム
系半導体レーザ素子の製造方法を示す工程順の構成断面
図である。FIG. 33 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a gallium nitride based semiconductor laser device according to a seventh embodiment of the present invention in the order of steps.

【図３４】本発明の第７の実施形態に係る窒化ガリウム
系半導体レーザ素子の製造方法を示す工程順の構成断面
図である。FIG. 34 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a gallium nitride based semiconductor laser device according to a seventh embodiment of the present invention in the order of steps.

【図３５】本発明の第７の実施形態に係る窒化ガリウム
系半導体レーザ素子の製造方法を示す工程順の構成断面
図である。FIG. 35 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a gallium nitride-based semiconductor laser device according to a seventh embodiment of the present invention in the order of steps.

【図３６】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第７の実施形態
に係る窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法を示
し、（ａ）は電流注入用に使用が適当なリッジ部と不適
当なリッジ部とを示す断面図であり、（ｂ）はリッジ部
ごとに識別用の目印を周期的に付した様子を示す断面図
である。FIGS. 36A and 36B show a method of manufacturing a gallium nitride based semiconductor laser device according to a seventh embodiment of the present invention, and FIG. It is sectional drawing which shows a suitable ridge part, (b) is sectional drawing which shows a mode that the mark for identification is periodically attached to every ridge part.

【図３７】第１の従来例に係る窒化ガリウム系半導体レ
ーザ素子の構成断面図である。FIG. 37 is a sectional view showing a configuration of a gallium nitride based semiconductor laser device according to a first conventional example.

【図３８】第２の従来例に係るＥＬＯＧ法によって形成
された窒化ガリウムの結晶転位のFIG. 38 shows the crystal dislocations of gallium nitride formed by the ELOG method according to the second conventional example.

【図３９】第２の従来例に係る窒化ガリウム系半導体レ
ーザ素子の構成断面図である。分布を模式的に表わした
構成断面図である。FIG. 39 is a sectional view showing the configuration of a gallium nitride based semiconductor laser device according to a second conventional example. FIG. 3 is a configuration sectional view schematically showing a distribution.

【図４０】（ａ）〜（ｄ）は第２の従来例に係る窒化ガ
リウム系半導体レーザ素子の製造方法における結晶成長
の様子を段階的に示す模式的な断面図である。FIGS. 40A to 40D are schematic cross-sectional views showing steps of crystal growth in a method of manufacturing a gallium nitride based semiconductor laser device according to a second conventional example.

【図４１】第１の従来例に係る窒化ガリウム系半導体レ
ーザ素子のリッジ部における基板と垂直な方向の屈折率
分布と、共振器端面の光強度分布との関係を示すグラフ
である。FIG. 41 is a graph showing a relationship between a refractive index distribution in a direction perpendicular to a substrate in a ridge portion of a gallium nitride based semiconductor laser device according to a first conventional example and a light intensity distribution on a cavity facet.

【図４２】第１の従来例に係る窒化ガリウム系半導体レ
ーザ素子の遠視野像を示している。FIG. 42 shows a far-field image of a gallium nitride based semiconductor laser device according to a first conventional example.

【図４３】第１の従来例に係る窒化ガリウム系レーザ素
子における基板と共振器のへき開端面を示す模式的な斜
視図である。FIG. 43 is a schematic perspective view showing a cleaved end face of a substrate and a resonator in a gallium nitride based laser device according to a first conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１ 基板 １１Ａ 基板 １１ａ 凸部 １１ｂ 溝部 １２ シード層 １２ａ 凸部 １２ｂ 凹部（溝部） １２ｃ 空隙部 １３ マスク膜 １４ 選択成長層 １４ａ 接合部 １４ｂ 高転位密度領域 １４ｃ 低転位密度領域 １４ｄ うねり １４Ａ 選択成長層 １４Ｂ 第１の選択成長層 １４Ｃ 第２の選択成長層 １５ ｎ型コンタクト層 １５ａ 接合部 １５Ａ ｎ型超格子コンタクト層 １６ ｎ型クラッド層 １６Ａ ｎ型超格子クラッド層 １７ ｎ型光ガイド層 １８ 多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層 １９ ｐ型光ガイド層 ２０ ｐ型クラッド層 ２１ ｐ型コンタクト層 ２２ 絶縁膜 ２３ ｐ側電極 ２４ ｎ側電極 ２５ ｐ側配線電極 ２６ ｎ側配線電極 ３０ 積層体 ３１ リッジ部 ３１Ａ リッジ部 ３１Ｂ ダミーリッジ部 ３２ 共振器端面 ３４ 選択成長シード層 ３５ 絶縁膜 ４０ レジストパターン ４１ 多結晶体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Substrate 11A Substrate 11A Convex part 11b Groove part 12 Seed layer 12a Convex part 12b Concave part (groove part) 12c Void part 13 Mask film 14 Selective growth layer 14a Junction part 14b High dislocation density region 14c Low dislocation density region 14d Wound 14A Selective growth layer 14B First selective growth layer 14C Second selective growth layer 15 n-type contact layer 15a junction 15A n-type superlattice contact layer 16 n-type clad layer 16A n-type superlattice clad layer 17 n-type optical guide layer 18 multiple quantum well (MQW) Active layer 19 p-type optical guide layer 20 p-type cladding layer 21 p-type contact layer 22 insulating film 23 p-side electrode 24 n-side electrode 25 p-side wiring electrode 26 n-side wiring electrode 30 laminated body 31 ridge portion 31A ridge Section 31B Dummy ridge section 32 Resonator end face 34 Selective growth seed layer 35 Insulation 40 a resist pattern 41 polycrystals

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願2000−18407(P2000−18407) (32)優先日 平成12年１月27日(2000．1．27) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願2000−25931(P2000−25931) (32)優先日 平成12年２月３日(2000．2．3) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願2000−48824(P2000−48824) (32)優先日 平成12年２月25日(2000．2．25) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願2000−120760(P2000−120760) (32)優先日 平成12年４月21日(2000．4．21) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願2000−120761(P2000−120761) (32)優先日 平成12年４月21日(2000．4．21) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 菅原 岳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 辻村 歩 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 伴 雄三郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 鈴木 政勝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 粂 雅博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 宮永 良子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 森田 清之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 長谷川 義晃 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5F041 AA40 CA04 CA05 CA34 CA40 CA46 CA65 CA67 CB02 FF16 5F045 AA04 AA19 AB14 AB17 AB18 AB31 AB32 AC01 AC08 AC12 AC19 AF09 AF12 AF13 BB12 CA10 CA12 DA53 DA54 DB02 DB06 5F073 AA11 AA13 AA45 AA55 AA74 CA07 CB05 CB07 DA05 DA07 DA35 EA29  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 2000-18407 (P2000-18407) (32) Priority date January 27, 2000 (2000.1.127) (33) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 2000-25931 (P2000-25931) (32) Priority date February 3, 2000 (2000.2.3) (33) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 2000-48824 (P2000-48824) (32) Priority date February 25, 2000 (2000.2.25) (33) Priority claim country Japan (JP) (31) ) Priority claim number Japanese Patent Application No. 2000-120760 (P2000-120760) (32) Priority date April 21, 2000 (2000.4.21) (33) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority Claim No. Japanese Patent Application No. 2000-120762 (P2000-120761) (32) Priority Date April 21, 2000 (2000.4.21) (33) Priority Country Japan (JP) (72) Inventor Takeshi Sugawara Osaka Prefecture 1006 Kadoma, Kadoma City Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Ayumu Tsujimura 1006 Kadoma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Inside Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Masakatsu Suzuki 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Masahiro Kume 1006 Okadoma Kadoma, Osaka Pref. Person Yoshiko Miyanaga 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture, Japan Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 1006 Oaza Kadoma Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.F-term (reference) AA13 AA 45 AA55 AA74 CA07 CB05 CB07 DA05 DA07 DA35 EA29

Claims (111)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 基板上に、Ａｌ_u Ｇａ_v Ｉｎ_w Ｎ（但
し、ｕ，ｖ，ｗは、０≦ｕ，ｖ，ｗ≦１、ｕ＋ｖ＋ｗ＝
１である。）からなる第１の窒化物半導体層を形成する
工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上部に、基板面方向に互い
に間隔をおいて延びる複数の凸部を形成する工程と、 互いに隣接する前記凸部同士に挟まれてなる凹部の底面
を覆うマスク膜を形成する工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上に、前記マスク膜から露
出する前記各凸部の頂面であるＣ面を種結晶として、Ａ
ｌ_x Ｇａ_y Ｉｎ_z Ｎ（但し、ｘ，ｙ，ｚは、０≦ｘ，
ｙ，ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。）からなる第２の
窒化物半導体層を成長する工程とを備えていることを特
徴とする窒化物半導体の製造方法。To 1. A _{substrate, Al u Ga v In w N} ( where, u, v, w is, 0 ≦ u, v, w ≦ 1, u + v + w =
It is one. A) forming a first nitride semiconductor layer comprising: forming a plurality of protrusions extending above the first nitride semiconductor layer at a distance from each other in a substrate surface direction; Forming a mask film covering a bottom surface of the concave portion sandwiched between the convex portions, and a top surface of each convex portion exposed from the mask film on the first nitride semiconductor layer. Using the C plane as a seed crystal, A
l _x Ga _y In _z N (where, x, y, z are, 0 ≦ x,
y, z ≦ 1, x + y + z = 1. A) growing a second nitride semiconductor layer comprising: 【請求項２】 前記マスク膜は誘電体からなることを特
徴とする請求項１に記載の窒化物半導体の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the mask film is made of a dielectric. 【請求項３】 前記誘電体は、窒化シリコン、酸化シリ
コン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化酸化
アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム又は酸化
ニオブであることを特徴とする請求項２に記載の窒化物
半導体の製造方法。3. The nitride according to claim 2, wherein the dielectric is silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride oxide, titanium oxide, zirconium oxide or niobium oxide. Semiconductor manufacturing method. 【請求項４】 前記マスク膜は高融点金属又は高融点金
属化物からなることを特徴とする請求項１に記載の窒化
物半導体の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein the mask film is made of a refractory metal or a refractory metal. 【請求項５】 前記高融点金属又は高融点金属化物は、
タングステン、モリブデン、ニオブ、タングステンシリ
サイド、モリブデンシリサイド又はニオブシリサイドで
あることを特徴とする請求項４に記載の窒化物半導体の
製造方法。5. The refractory metal or refractory metal,
The method for producing a nitride semiconductor according to claim 4, wherein the method is tungsten, molybdenum, niobium, tungsten silicide, molybdenum silicide, or niobium silicide. 【請求項６】 基板上に、Ａｌ_u Ｇａ_v Ｉｎ_w Ｎ（但
し、ｕ，ｖ，ｗは、０≦ｕ，ｖ，ｗ≦１、ｕ＋ｖ＋ｗ＝
１である。）からなる第１の窒化物半導体層を形成する
工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上部に、基板面方向に互い
に間隔をおいて延びる複数の凸部を形成する工程と、 互いに隣接する前記凸部同士に挟まれてなる凹部の底面
とその壁面の少なくとも一部とを覆うマスク膜を形成す
る工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上に、前記各凸部における
前記マスク膜から露出する領域を種結晶として、Ａｌ_x
Ｇａ_y Ｉｎ_z Ｎ（但し、ｘ，ｙ，ｚは、０≦ｘ，ｙ，ｚ
≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。）からなる第２の窒化物
半導体層を成長する工程とを備えていることを特徴とす
る窒化物半導体の製造方法。6. A _{substrate, Al u Ga v In w N} ( where, u, v, w is, 0 ≦ u, v, w ≦ 1, u + v + w =
It is one. A) forming a first nitride semiconductor layer comprising: forming a plurality of protrusions extending above the first nitride semiconductor layer at a distance from each other in a substrate surface direction; Forming a mask film covering a bottom surface of the concave portion sandwiched between the convex portions and at least a part of the wall surface; and forming the mask in each of the convex portions on the first nitride semiconductor layer. A region exposed from the film is used as a seed crystal, and Al _x
Ga _y In _z N (where x, y, z are 0 ≦ x, y, z
≦ 1, x + y + z = 1. A) growing a second nitride semiconductor layer comprising: 【請求項７】 前記マスク膜は誘電体からなることを特
徴とする請求項６に記載の窒化物半導体の製造方法。7. The method according to claim 6, wherein the mask film is made of a dielectric. 【請求項８】 前記誘電体は、窒化シリコン、酸化シリ
コン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化酸化
アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム又は酸化
ニオブであることを特徴とする請求項７に記載の窒化物
半導体の製造方法。8. The nitride according to claim 7, wherein the dielectric is silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride oxide, titanium oxide, zirconium oxide or niobium oxide. Semiconductor manufacturing method. 【請求項９】 前記マスク膜は高融点金属又は高融点金
属化物からなることを特徴とする請求項６に記載の窒化
物半導体の製造方法。9. The method according to claim 6, wherein the mask film is made of a refractory metal or a refractory metal. 【請求項１０】 前記高融点金属又は高融点金属化物
は、タングステン、モリブデン、ニオブ、タングステン
シリサイド、モリブデンシリサイド又はニオブシリサイ
ドであることを特徴とする請求項９に記載の窒化物半導
体の製造方法。10. The method according to claim 9, wherein the refractory metal or refractory metal is tungsten, molybdenum, niobium, tungsten silicide, molybdenum silicide or niobium silicide. 【請求項１１】 基板上に第１の窒化物半導体層を形成
する工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上部に、基板面方向に互い
に間隔をおいて延びる複数の溝部を形成する工程と、 前記溝部の底面を覆うマスク膜を形成する工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上面における前記各溝部同
士の間に前記マスク膜から露出するＣ面を種結晶とし
て、基板側から、第２の窒化物半導体層と、該第２の窒
化物半導体層よりもエネルギーギャップが小さい第３の
窒化物半導体層からなる活性層と、該活性層よりもエネ
ルギーギャップが大きい第４の窒化物半導体層とを含む
ように積層体を成長する工程と、 前記積層体の上に、前記活性層にキャリアを選択的に注
入する電流狭窄部を形成する工程とを備えていることを
特徴とする窒化物半導体素子の製造方法。11. A step of forming a first nitride semiconductor layer on a substrate, and a step of forming a plurality of trenches extending above the first nitride semiconductor layer at intervals from one another in a substrate surface direction. Forming a mask film covering the bottom surface of the trench; and forming a C-plane exposed from the mask film between the trenches on the upper surface of the first nitride semiconductor layer as a seed crystal from the substrate side. An active layer composed of a second nitride semiconductor layer, a third nitride semiconductor layer having an energy gap smaller than that of the second nitride semiconductor layer, and a fourth nitride layer having an energy gap larger than that of the active layer. And a step of forming a current confinement section for selectively injecting carriers into the active layer, on the layered body. Of nitride semiconductor devices Method. 【請求項１２】 前記複数の溝部を形成する工程は、前
記第１の窒化物半導体層の上に、該第１の窒化物半導体
層をストライプ状に覆うレジストマスクを形成し、形成
したレジストマスクを用いて前記第１の窒化物半導体層
に対してエッチングを行なう工程を含み、 前記マスク膜を形成する工程は、前記レジストマスクを
リフトオフする工程を含むことを特徴とする請求項１１
に記載の窒化物半導体素子の製造方法。12. The step of forming the plurality of trenches includes forming a resist mask covering the first nitride semiconductor layer in a stripe shape on the first nitride semiconductor layer, and forming the resist mask 12. The method according to claim 11, further comprising the step of: etching the first nitride semiconductor layer by using a mask; and the step of forming the mask film includes a step of lifting off the resist mask.
3. The method for manufacturing a nitride semiconductor device according to item 1. 【請求項１３】 前記マスク膜は誘電体からなることを
特徴とする請求項１１に記載の窒化物半導体素子の製造
方法。13. The method according to claim 11, wherein the mask film is made of a dielectric. 【請求項１４】 前記誘電体は、窒化シリコン、酸化シ
リコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化酸
化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム又は酸
化ニオブであることを特徴とする請求項１３に記載の窒
化物半導体素子の製造方法。14. The nitride according to claim 13, wherein the dielectric is silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride oxide, titanium oxide, zirconium oxide or niobium oxide. A method for manufacturing a semiconductor device. 【請求項１５】 前記マスク膜は、電子サイクロトロン
共鳴プラズマを用いて形成することを特徴とする請求項
１３に記載の窒化物半導体素子の製造方法。15. The method according to claim 13, wherein the mask film is formed using electron cyclotron resonance plasma. 【請求項１６】 前記マスク膜は、電子サイクロトロン
共鳴スパッタ法を用いて形成することを特徴とする請求
項１３に記載の窒化物半導体素子の製造方法。16. The method according to claim 13, wherein the mask film is formed by using an electron cyclotron resonance sputtering method. 【請求項１７】 前記マスク膜は高融点金属又は高融点
金属化物であることを特徴とする請求項１１に記載の窒
化物半導体素子の製造方法。17. The method according to claim 11, wherein the mask film is made of a refractory metal or a refractory metal. 【請求項１８】 前記高融点金属又は高融点金属化物
は、タングステン、モリブデン、ニオブ、タングステン
シリサイド、モリブデンシリサイド又はニオブシリサイ
ドであることを特徴とする請求項１７に記載の窒化物半
導体素子の製造方法。18. The method according to claim 17, wherein the refractory metal or refractory metal is tungsten, molybdenum, niobium, tungsten silicide, molybdenum silicide or niobium silicide. . 【請求項１９】 基板上に第１の窒化物半導体層を形成
する工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上部に、基板面方向に互い
に間隔をおいて延びる複数の溝部を形成する工程と、 前記溝部の底面とその壁面の少なくとも一部とを覆うマ
スク膜を形成する工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上における前記各溝部同士
の間に前記マスク膜から露出する領域を種結晶として、
基板側から、第２の窒化物半導体層と、該第２の窒化物
半導体層よりもエネルギーギャップが小さい第３の窒化
物半導体層からなる活性層と、該活性層よりもエネルギ
ーギャップが大きい第４の窒化物半導体層とを含むよう
に積層体を成長する工程と、 前記積層体の上に、前記活性層にキャリアを選択的に注
入する電流狭窄部を形成する工程とを備えていることを
特徴とする窒化物半導体素子の製造方法。19. A step of forming a first nitride semiconductor layer on a substrate, and a step of forming a plurality of grooves extending at an interval in a substrate surface direction above the first nitride semiconductor layer. Forming a mask film covering a bottom surface of the groove and at least a part of the wall surface; and forming a region exposed from the mask film between the grooves on the first nitride semiconductor layer. As a seed crystal,
From the substrate side, a second nitride semiconductor layer, an active layer including a third nitride semiconductor layer having an energy gap smaller than that of the second nitride semiconductor layer, and an active layer having an energy gap larger than that of the active layer. A step of growing a stacked body to include the nitride semiconductor layer of No. 4, and a step of forming a current constriction on the stacked body to selectively inject carriers into the active layer. A method for manufacturing a nitride semiconductor device, comprising: 【請求項２０】 前記複数の溝部を形成する工程は、前
記第１の窒化物半導体層の上に、該第１の窒化物半導体
層をストライプ状に覆うレジストマスクを形成し、形成
したレジストマスクを用いて前記第１の窒化物半導体層
に対してエッチングを行なう工程を含み、 前記マスク膜を形成する工程は、前記レジストマスクを
リフトオフする工程を含むことを特徴とする請求項１９
に記載の窒化物半導体素子の製造方法。20. The step of forming the plurality of trenches, comprising: forming a resist mask on the first nitride semiconductor layer so as to cover the first nitride semiconductor layer in a stripe shape; 20. The method according to claim 19, further comprising: performing a step of etching the first nitride semiconductor layer by using a semiconductor device; and forming the mask film includes a step of lifting off the resist mask.
3. The method for manufacturing a nitride semiconductor device according to item 1. 【請求項２１】 前記マスク膜は誘電体からなることを
特徴とする請求項１９に記載の窒化物半導体素子の製造
方法。21. The method according to claim 19, wherein the mask film is made of a dielectric. 【請求項２２】 前記誘電体は、窒化シリコン、酸化シ
リコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化酸
化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム又は酸
化ニオブであることを特徴とする請求項２１に記載の窒
化物半導体の製造方法。22. The nitride according to claim 21, wherein the dielectric is silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride oxide, titanium oxide, zirconium oxide or niobium oxide. Semiconductor manufacturing method. 【請求項２３】 前記マスク膜は、電子サイクロトロン
共鳴プラズマを用いて形成することを特徴とする請求項
２１に記載の窒化物半導体素子の製造方法。23. The method according to claim 21, wherein the mask film is formed using electron cyclotron resonance plasma. 【請求項２４】 前記マスク膜は、電子サイクロトロン
共鳴スパッタ法を用いて形成することを特徴とする請求
項２１に記載の窒化物半導体素子の製造方法。24. The method according to claim 21, wherein the mask film is formed by using an electron cyclotron resonance sputtering method. 【請求項２５】 前記マスク膜は高融点金属又は高融点
金属化物からなることを特徴とする請求項１９に記載の
窒化物半導体素子の製造方法。25. The method according to claim 19, wherein the mask film is made of a refractory metal or a refractory metal. 【請求項２６】 前記高融点金属又は高融点金属化物
は、タングステン、モリブデン、ニオブ、タングステン
シリサイド、モリブデンシリサイド又はニオブシリサイ
ドであることを特徴とする請求項２５に記載の窒化物半
導体素子の製造方法。26. The method according to claim 25, wherein the refractory metal or refractory metal is tungsten, molybdenum, niobium, tungsten silicide, molybdenum silicide or niobium silicide. . 【請求項２７】 基板の上部に、基板面方向に互いに並
行して延びる複数の凸部を形成する工程と、 前記基板の上の前記各凸部の頂面に、Ａｌ_x Ｇａ_y Ｉｎ
_z Ｎ（但し、ｘ，ｙ，ｚは、０≦ｘ，ｙ，ｚ≦１、ｘ＋
ｙ＋ｚ＝１である。）からなる窒化物半導体層を選択的
に成長する工程とを備えていることを特徴とする窒化物
半導体の製造方法。To 27. The upper substrate, forming a plurality of protrusions extending in parallel to each other in the substrate plane direction, the top surface of each protrusion over said substrate, Al _x Ga _y In
_z N (where x, y, and z are 0 ≦ x, y, z ≦ 1, x +
y + z = 1. A step of selectively growing a nitride semiconductor layer comprising: 【請求項２８】 前記基板は窒化物半導体からなり、 前記凸部を形成する工程と前記窒化物半導体層を成長す
る工程との間に、 互いに隣接する前記凸部同士に挟まれてなる凹部の底面
を覆う、誘電体、高融点金属又は高融点金属化物からな
るマスク膜を形成する工程をさらに備えていることを特
徴とする請求項２７に記載の窒化物半導体の製造方法。28. The method according to claim 28, wherein the substrate is made of a nitride semiconductor. Between the step of forming the protrusion and the step of growing the nitride semiconductor layer, the recess formed between the protrusions adjacent to each other is formed. The method for manufacturing a nitride semiconductor according to claim 27, further comprising a step of forming a mask film made of a dielectric, a high-melting metal or a high-melting metal, which covers the bottom surface. 【請求項２９】 基板の上部に、基板面方向に互いに間
隔をおいて延びる複数の溝部を形成する工程と、 前記基板の上面における前記各溝部同士の間の領域上
に、基板側から選択的に、第１の窒化物半導体層と、該
第１の窒化物半導体層よりもエネルギーギャップが小さ
い第２の窒化物半導体層からなる活性層と、該活性層よ
りもエネルギーギャップが大きい第３の窒化物半導体層
とを含むように積層体を成長する工程と、 前記積層体の上に、前記活性層にキャリアを選択的に注
入する電流狭窄部を形成する工程とを備えていることを
特徴とする窒化物半導体素子の製造方法。29. A step of forming a plurality of grooves extending apart from each other in a substrate surface direction on an upper portion of a substrate; and selectively forming a plurality of grooves on the upper surface of the substrate between the respective grooves from the substrate side. An active layer composed of a first nitride semiconductor layer, a second nitride semiconductor layer having an energy gap smaller than that of the first nitride semiconductor layer, and a third nitride layer having an energy gap larger than that of the active layer. A step of growing a stacked body so as to include a nitride semiconductor layer; and a step of forming a current constriction on the stacked body to selectively inject carriers into the active layer. Manufacturing method of a nitride semiconductor device. 【請求項３０】 前記積層体を成長する工程は、前記各
溝部の底面及び壁面と、前記積層体における前記溝部の
対向面とにより囲まれてなる複数の空隙部を形成する工
程を含むことを特徴とする請求項２９に記載の半導体素
子の製造方法。30. The step of growing the stacked body includes a step of forming a plurality of voids surrounded by a bottom surface and a wall surface of each of the groove portions, and a surface of the stacked body opposed to the groove portion. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 29, wherein: 【請求項３１】 前記積層体を成長する工程は、前記積
層体を前記基板上にバッファ層を介在させることなく成
長させることを特徴とする請求項２９に記載の半導体発
光素子の製造方法。31. The method according to claim 29, wherein, in the step of growing the stacked body, the stacked body is grown on the substrate without interposing a buffer layer. 【請求項３２】 基板上に順次形成され、第１の窒化物
半導体層、該第１の窒化物半導体層よりも光の屈折率が
大きい第２の窒化物半導体層からなる活性層及び該活性
層よりも光の屈折率が小さい第３の窒化物半導体層とを
含む積層体と、 前記積層体の上に形成され、前記活性層にキャリアを選
択的に注入する電流狭窄部とを備え、 前記活性層における前記電流狭窄部の下方で且つ前記活
性層と前記基板との間の領域に空隙部が形成されている
ことを特徴とする窒化物半導体素子。32. An active layer comprising a first nitride semiconductor layer, a second nitride semiconductor layer having a higher refractive index of light than the first nitride semiconductor layer, sequentially formed on a substrate, and an active layer comprising the first nitride semiconductor layer. A laminate including a third nitride semiconductor layer having a smaller refractive index of light than the layer; and a current constriction portion formed on the laminate and selectively injecting carriers into the active layer. A nitride semiconductor device, wherein a void portion is formed in the active layer below the current constriction portion and in a region between the active layer and the substrate. 【請求項３３】 前記空隙部の上には、前記第１の窒化
物半導体層の光の屈折率よりも小さいか又は同等の屈折
率を持つ第４の窒化物半導体層が形成されていることを
特徴とする請求項３２に記載の窒化物半導体素子。33. A fourth nitride semiconductor layer having a refractive index smaller than or equal to the refractive index of light of the first nitride semiconductor layer is formed on the gap. 33. The nitride semiconductor device according to claim 32, wherein: 【請求項３４】 基板上に形成され、上部に互いに間隔
をおいて基板面方向に延びる複数の凸部を有する第１の
窒化物半導体層と、 前記第１の窒化物半導体層の上に、下面が前記各凸部の
頂面と接するように形成された第２の窒化物半導体層
と、 前記第２の窒化物半導体層の上に形成され、第３の窒化
物半導体層、該第３の窒化物半導体層よりも光の屈折率
が大きい第４の窒化物半導体層からなる活性層及び該活
性層よりも光の屈折率が小さい第５の窒化物半導体層と
を含む積層体とを備え、 前記第２の窒化物半導体層は、前記第３の窒化物半導体
層の光の屈折率よりも小さいか又は同等の屈折率を持つ
ことを特徴とする窒化物半導体素子。34. A first nitride semiconductor layer formed on a substrate and having a plurality of projections extending in the direction of the substrate surface at an interval from each other on the substrate, and on the first nitride semiconductor layer: A second nitride semiconductor layer formed so that a lower surface thereof is in contact with a top surface of each of the protrusions; a third nitride semiconductor layer formed on the second nitride semiconductor layer; A stacked body including an active layer made of a fourth nitride semiconductor layer having a higher refractive index of light than the nitride semiconductor layer of (a) and a fifth nitride semiconductor layer having a smaller refractive index of light than the active layer. The nitride semiconductor element, wherein the second nitride semiconductor layer has a refractive index smaller than or equal to the refractive index of light of the third nitride semiconductor layer. 【請求項３５】 前記凸部同士の間に形成され、前記第
２の窒化物半導体層の光の屈折率よりも小さい屈折率を
持つ低屈折率領域を有していることを特徴とする請求項
３４に記載の窒化物半導体素子。35. The semiconductor device according to claim 35, further comprising a low-refractive-index region formed between the convex portions and having a refractive index smaller than a refractive index of light of the second nitride semiconductor layer. Item 35. The nitride semiconductor device according to item 34. 【請求項３６】 前記低屈折率領域は空隙部であること
を特徴とする請求項３５に記載の窒化物半導体素子。36. The nitride semiconductor device according to claim 35, wherein the low refractive index region is a void. 【請求項３７】 前記第２の窒化物半導体層と前記第３
の窒化物半導体層との間に形成され、前記第２の窒化物
半導体層又は前記第３の窒化物半導体層の光の屈折率よ
りも小さい又は同等の屈折率を持つ超格子構造を有し、
上面が電極と接触する第６の窒化物半導体層をさらに備
えていることを特徴とする請求項３４に記載の窒化物半
導体素子。37. The second nitride semiconductor layer and the third nitride semiconductor layer
Having a superlattice structure formed between the second nitride semiconductor layer and the third nitride semiconductor layer and having a refractive index smaller than or equal to the refractive index of light of the second nitride semiconductor layer or the third nitride semiconductor layer. ,
35. The nitride semiconductor device according to claim 34, further comprising a sixth nitride semiconductor layer whose upper surface is in contact with the electrode. 【請求項３８】 前記第２の窒化物半導体層は組成にア
ルミニウムを含んでおり、 それぞれが、前記第１の窒化物半導体層と前記第２の窒
化物半導体層との間に前記各凸部の頂面とその近傍との
みを覆うように形成され、アルミニウムの組成が前記第
２の窒化物半導体層のアルミニウムの組成よりも小さい
複数の第６の窒化物半導体層をさらに備えていることを
特徴とする請求項３４に記載の窒化物半導体素子。38. The second nitride semiconductor layer contains aluminum in a composition, and each of the protrusions is provided between the first nitride semiconductor layer and the second nitride semiconductor layer. A plurality of sixth nitride semiconductor layers formed so as to cover only the top surface of the second nitride semiconductor layer and the vicinity thereof and having an aluminum composition smaller than the aluminum composition of the second nitride semiconductor layer. 35. The nitride semiconductor device according to claim 34, wherein: 【請求項３９】 基板上に第１の窒化物半導体層を形成
する工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上部に、基板面方向に互い
に間隔をおいて延びる複数の溝部を形成する工程と、 前記溝部の底面を覆うマスク膜を形成する工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上面における前記各溝部同
士の間に前記マスク膜から露出するＣ面を種結晶とし
て、基板側から、第２の窒化物半導体層と、第３の窒化
物半導体層と、該第３の窒化物半導体層よりも光の屈折
率が大きい第４の窒化物半導体層からなる活性層と、該
活性層よりも光の屈折率が小さい第５の窒化物半導体層
とを含むように積層体を成長する工程と、 前記積層体の上に、前記活性層にキャリアを選択的に注
入する電流狭窄部を形成する工程とを備え、 前記積層体を成長する工程は、前記第２の窒化物半導体
層を、その光の屈折率が前記第３の窒化物半導体層の光
の屈折率よりも小さいか又は同等となるように成長する
工程を含むことを特徴とする窒化物半導体素子の製造方
法。39. A step of forming a first nitride semiconductor layer on a substrate, and a step of forming a plurality of trenches extending above the first nitride semiconductor layer at intervals from one another in a substrate surface direction. Forming a mask film covering the bottom surface of the trench; and forming a C-plane exposed from the mask film between the trenches on the upper surface of the first nitride semiconductor layer as a seed crystal from the substrate side. An active layer including a second nitride semiconductor layer, a third nitride semiconductor layer, a fourth nitride semiconductor layer having a higher refractive index of light than the third nitride semiconductor layer, Growing a laminate so as to include a fifth nitride semiconductor layer having a smaller refractive index of light than the layer; and a current confinement portion for selectively injecting carriers into the active layer on the laminate. Forming the stacked body, wherein the step of growing the stacked body comprises: A step of growing the second nitride semiconductor layer such that the refractive index of the light is smaller than or equal to the refractive index of the light of the third nitride semiconductor layer. Device manufacturing method. 【請求項４０】 前記積層体を成長する工程は、 前記第２の窒化物半導体層の組成がアルミニウムを含む
場合に、 前記第１の窒化物半導体層と前記第２の窒化物半導体層
との間に、アルミニウムの組成が前記第２の窒化物半導
体層のアルミニウムの組成よりも小さい複数の第６の窒
化物半導体層を前記凸部の頂面とその近傍のみとを覆う
ように形成する工程を含むことを特徴とする請求項３９
に記載の窒化物半導体素子の製造方法。40. The step of growing the stacked body, the method comprising: when the composition of the second nitride semiconductor layer includes aluminum, forming the second nitride semiconductor layer between the first nitride semiconductor layer and the second nitride semiconductor layer. Forming a plurality of sixth nitride semiconductor layers in which the composition of aluminum is smaller than the aluminum composition of the second nitride semiconductor layer so as to cover only the top surface of the protrusion and the vicinity thereof 40. The method of claim 39, comprising:
3. The method for manufacturing a nitride semiconductor device according to item 1. 【請求項４１】 前記積層体を成長する工程は、 前記第２の窒化物半導体層と前記第３の窒化物半導体層
との間に、前記第２の窒化物半導体層又は前記第３の窒
化物半導体層の光の屈折率よりも小さいか又は同等の屈
折率を持つ超格子構造を有する第６の窒化物半導体層を
形成する工程を含むことを特徴とする請求項３９に記載
の窒化物半導体素子の製造方法。41. The step of growing the stacked body, wherein the second nitride semiconductor layer or the third nitride layer is disposed between the second nitride semiconductor layer and the third nitride semiconductor layer. 40. The nitride according to claim 39, further comprising a step of forming a sixth nitride semiconductor layer having a superlattice structure having a refractive index smaller than or equal to the refractive index of light of the semiconductor layer. A method for manufacturing a semiconductor device. 【請求項４２】 前記複数の溝部を形成する工程は、前
記第１の窒化物半導体層の上に、該第１の窒化物半導体
層をストライプ状に覆うレジストマスクを形成し、形成
したレジストマスクを用いて前記第１の窒化物半導体層
に対してエッチングを行なう工程を含み、 前記マスク膜を形成する工程は、前記レジストマスクを
リフトオフする工程を含むことを特徴とする請求項３９
に記載の窒化物半導体素子の製造方法。42. A step of forming the plurality of trenches, comprising: forming a resist mask on the first nitride semiconductor layer to cover the first nitride semiconductor layer in a stripe shape; 40. The method according to claim 39, further comprising: performing a step of etching the first nitride semiconductor layer using the first method; and a step of forming the mask film includes a step of lifting off the resist mask.
3. The method for manufacturing a nitride semiconductor device according to item 1. 【請求項４３】 前記マスク膜は誘電体からなることを
特徴とする請求項３９に記載の窒化物半導体素子の製造
方法。43. The method according to claim 39, wherein the mask film is made of a dielectric. 【請求項４４】 前記誘電体は、窒化シリコン、酸化シ
リコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化酸
化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム又は酸
化ニオブであることを特徴とする請求項４３に記載の窒
化物半導体素子の製造方法。44. The nitride according to claim 43, wherein the dielectric is silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride oxide, titanium oxide, zirconium oxide or niobium oxide. A method for manufacturing a semiconductor device. 【請求項４５】 前記マスク膜は、電子サイクロトロン
共鳴プラズマを用いて形成することを特徴とする請求項
４３に記載の窒化物半導体素子の製造方法。45. The method according to claim 43, wherein the mask film is formed using electron cyclotron resonance plasma. 【請求項４６】 前記マスク膜は、電子サイクロトロン
共鳴スパッタ法を用いて形成することを特徴とする請求
項４３に記載の窒化物半導体素子の製造方法。46. The method according to claim 43, wherein the mask film is formed by using an electron cyclotron resonance sputtering method. 【請求項４７】 前記マスク膜は高融点金属又は高融点
金属化物からなることを特徴とする請求項３９に記載の
窒化物半導体素子の製造方法。47. The method according to claim 39, wherein the mask film is made of a refractory metal or a refractory metal. 【請求項４８】 前記高融点金属又は高融点金属化物
は、タングステン、モリブデン、ニオブ、タングステン
シリサイド、モリブデンシリサイド又はニオブシリサイ
ドであることを特徴とする請求項４７に記載の窒化物半
導体素子の製造方法。48. The method according to claim 47, wherein the refractory metal or refractory metal is tungsten, molybdenum, niobium, tungsten silicide, molybdenum silicide or niobium silicide. . 【請求項４９】 基板上に第１の窒化物半導体層を形成
する工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上部に、基板面方向に互い
に間隔をおいて延びる複数の溝部を形成する工程と、 前記溝部の底面とその壁面の少なくとも一部とを覆うマ
スク膜を形成する工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上における前記各溝部同士
の間に前記マスク膜から露出する領域を種結晶として、
基板側から、第２の窒化物半導体層と、第３の窒化物半
導体層と、該第３の窒化物半導体層よりも光の屈折率が
大きい第４の窒化物半導体層からなる活性層と、該活性
層よりも光の屈折率が小さい第５の窒化物半導体層とを
含むように積層体を成長する工程と、 前記積層体の上に、前記活性層にキャリアを選択的に注
入する電流狭窄部を形成する工程とを備え、 前記積層体を成長する工程は、前記第２の窒化物半導体
層を、その光の屈折率が前記第３の窒化物半導体層の光
の屈折率よりも小さいか又は同等となるように成長する
工程を含むことを特徴とする窒化物半導体素子の製造方
法。49. A step of forming a first nitride semiconductor layer on a substrate, and a step of forming a plurality of trenches extending above the first nitride semiconductor layer at intervals from each other in a substrate surface direction. Forming a mask film covering a bottom surface of the groove and at least a part of the wall surface; and forming a region exposed from the mask film between the grooves on the first nitride semiconductor layer. As a seed crystal,
From the substrate side, a second nitride semiconductor layer, a third nitride semiconductor layer, and an active layer including a fourth nitride semiconductor layer having a higher refractive index of light than the third nitride semiconductor layer. Growing a laminate so as to include a fifth nitride semiconductor layer having a smaller refractive index of light than the active layer; and selectively injecting carriers into the active layer on the laminate. Forming a current confined portion, wherein the step of growing the stacked body includes the step of forming the second nitride semiconductor layer such that a refractive index of light of the second nitride semiconductor layer is higher than a refractive index of light of the third nitride semiconductor layer. A process for growing the nitride semiconductor device so that the size is also small or equivalent. 【請求項５０】 前記積層体を成長する工程は、 前記第２の窒化物半導体層の組成がアルミニウムを含む
場合に、 前記第１の窒化物半導体層と前記第２の窒化物半導体層
との間に、アルミニウムの組成が前記第２の窒化物半導
体層のアルミニウムの組成よりも小さい複数の第６の窒
化物半導体層を前記凸部の頂面とその近傍のみとを覆う
ように形成する工程を含むことを特徴とする請求項４９
に記載の窒化物半導体素子の製造方法。50. The step of growing the stacked body, the method comprising: when the composition of the second nitride semiconductor layer includes aluminum, the step of forming the first nitride semiconductor layer and the second nitride semiconductor layer Forming a plurality of sixth nitride semiconductor layers in which the composition of aluminum is smaller than the aluminum composition of the second nitride semiconductor layer so as to cover only the top surface of the protrusion and the vicinity thereof 50. The method of claim 49, comprising:
3. The method for manufacturing a nitride semiconductor device according to item 1. 【請求項５１】 前記積層体を成長する工程は、 前記第２の窒化物半導体層と前記第３の窒化物半導体層
との間に、前記第２の窒化物半導体層又は前記第３の窒
化物半導体層の光の屈折率よりも小さいか又は同等の屈
折率を持つ超格子構造を有する第６の窒化物半導体層を
形成する工程を含むことを特徴とする請求項４９に記載
の窒化物半導体素子の製造方法。51. The step of growing the stacked body, wherein the second nitride semiconductor layer or the third nitride semiconductor layer is provided between the second nitride semiconductor layer and the third nitride semiconductor layer. 50. The nitride according to claim 49, further comprising a step of forming a sixth nitride semiconductor layer having a superlattice structure having a refractive index smaller than or equal to the refractive index of light of the semiconductor layer. A method for manufacturing a semiconductor device. 【請求項５２】 前記複数の溝部を形成する工程は、前
記第１の窒化物半導体層の上に、該第１の窒化物半導体
層をストライプ状に覆うレジストマスクを形成し、形成
したレジストマスクを用いて前記第１の窒化物半導体層
に対してエッチングを行なう工程を含み、 前記マスク膜を形成する工程は、前記レジストマスクを
リフトオフする工程を含むことを特徴とする請求項４９
に記載の窒化物半導体素子の製造方法。52. The step of forming the plurality of trenches includes forming a resist mask on the first nitride semiconductor layer, the resist mask covering the first nitride semiconductor layer in a stripe shape, and forming the resist mask on the first nitride semiconductor layer. 50. The method according to claim 49, further comprising: performing a step of etching the first nitride semiconductor layer by using a semiconductor device; and forming the mask film includes a step of lifting off the resist mask.
3. The method for manufacturing a nitride semiconductor device according to item 1. 【請求項５３】 前記マスク膜は誘電体からなることを
特徴とする請求項４９に記載の窒化物半導体素子の製造
方法。53. The method according to claim 49, wherein the mask film is made of a dielectric. 【請求項５４】 前記誘電体は、窒化シリコン、酸化シ
リコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化酸
化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム又は酸
化ニオブであることを特徴とする請求項５３に記載の窒
化物半導体素子の製造方法。54. The nitride according to claim 53, wherein the dielectric is silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride oxide, titanium oxide, zirconium oxide or niobium oxide. A method for manufacturing a semiconductor device. 【請求項５５】 前記マスク膜は、電子サイクロトロン
共鳴プラズマを用いて形成することを特徴とする請求項
５３に記載の窒化物半導体素子の製造方法。55. The method according to claim 53, wherein the mask film is formed using electron cyclotron resonance plasma. 【請求項５６】 前記マスク膜は、電子サイクロトロン
共鳴スパッタ法を用いて形成することを特徴とする請求
項５３に記載の窒化物半導体素子の製造方法。56. The method according to claim 53, wherein the mask film is formed by using an electron cyclotron resonance sputtering method. 【請求項５７】 前記マスク膜は高融点金属又は高融点
金属化物からなることを特徴とする請求項４９に記載の
窒化物半導体素子の製造方法。57. The method according to claim 49, wherein the mask film is made of a refractory metal or a refractory metal. 【請求項５８】 前記高融点金属又は高融点金属化物
は、タングステン、モリブデン、ニオブ、タングステン
シリサイド、モリブデンシリサイド又はニオブシリサイ
ドであることを特徴とする請求項５７に記載の窒化物半
導体素子の製造方法。58. The method according to claim 57, wherein the refractory metal or refractory metal is tungsten, molybdenum, niobium, tungsten silicide, molybdenum silicide or niobium silicide. . 【請求項５９】 基板上に、Ａｌ_u Ｇａ_v Ｉｎ_w Ｎ（但
し、ｕ，ｖ，ｗは、０≦ｕ，ｖ，ｗ≦１、ｕ＋ｖ＋ｗ＝
１である。）からなる第１の窒化物半導体層を形成する
工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上部に、基板面方向に互い
に間隔をおいて延びる複数の凸部を形成する工程と、 互いに隣接する前記凸部同士に挟まれてなる凹部の底面
を覆うマスク膜を形成する工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上に、前記マスク膜から露
出する前記各凸部の頂面であるＣ面を種結晶として、Ａ
ｌ_x Ｇａ_y Ｉｎ_z Ｎ（但し、ｘ，ｙ，ｚは、０≦ｘ，
ｙ，ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。）からなる複数の
第２の窒化物半導体層を成長する工程とを備え、 前記複数の第２の窒化物半導体層を形成する工程は、前
記各第２の窒化物半導体層を、各第２の窒化物半導体層
が前記複数の凸部のうちの所定数の凸部を跨ぐごとに、
前記凸部が延びる方向と平行な側端面が露出するように
形成する工程を含むことを特徴とする窒化物半導体の製
造方法。To 59. A _{substrate, Al u Ga v In w N} ( where, u, v, w is, 0 ≦ u, v, w ≦ 1, u + v + w =
It is one. A) forming a first nitride semiconductor layer comprising: forming a plurality of protrusions extending above the first nitride semiconductor layer at a distance from each other in a substrate surface direction; Forming a mask film covering a bottom surface of the concave portion sandwiched between the convex portions, and a top surface of each convex portion exposed from the mask film on the first nitride semiconductor layer. Using the C plane as a seed crystal, A
l _x Ga _y In _z N (where, x, y, z are, 0 ≦ x,
y, z ≦ 1, x + y + z = 1. A) growing a plurality of second nitride semiconductor layers comprising: forming the plurality of second nitride semiconductor layers; Each time the nitride semiconductor layer straddles a predetermined number of protrusions of the plurality of protrusions,
A method for manufacturing a nitride semiconductor, comprising a step of forming a side end surface parallel to a direction in which the protrusion extends. 【請求項６０】 前記側端面はＡ面又はＭ面であること
を特徴とする請求項５９に記載の窒化物半導体の製造方
法。60. The method for manufacturing a nitride semiconductor according to claim 59, wherein said side end surface is an A plane or an M plane. 【請求項６１】 前記複数の凸部を形成する工程は、前
記複数の凸部の形成周期を、前記側端面が露出する領域
が前記側端面が露出しない領域と比べて大きくなるよう
に形成することを特徴とする請求項５９に記載の窒化物
半導体の製造方法。61. The step of forming the plurality of protrusions, wherein the formation period of the plurality of protrusions is formed such that a region where the side end surface is exposed is larger than a region where the side end surface is not exposed. 60. The method for producing a nitride semiconductor according to claim 59, wherein: 【請求項６２】 前記マスク膜は誘電体からなることを
特徴とする請求項５９に記載の窒化物半導体の製造方
法。62. The method according to claim 59, wherein the mask film is made of a dielectric. 【請求項６３】 前記誘電体は、窒化シリコン、酸化シ
リコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化酸
化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム又は酸
化ニオブであることを特徴とする請求項６２に記載の窒
化物半導体の製造方法。63. The nitride according to claim 62, wherein the dielectric is silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride oxide, titanium oxide, zirconium oxide or niobium oxide. Semiconductor manufacturing method. 【請求項６４】 前記マスク膜は高融点金属又は高融点
金属化物からなることを特徴とする請求項５９に記載の
窒化物半導体の製造方法。64. The method according to claim 59, wherein the mask film is made of a refractory metal or a refractory metal. 【請求項６５】 前記高融点金属又は高融点金属化物
は、タングステン、モリブデン、ニオブ、タングステン
シリサイド、モリブデンシリサイド又はニオブシリサイ
ドであることを特徴とする請求項６４に記載の窒化物半
導体の製造方法。65. The method according to claim 64, wherein the refractory metal or refractory metal is tungsten, molybdenum, niobium, tungsten silicide, molybdenum silicide, or niobium silicide. 【請求項６６】 基板上に、Ａｌ_u Ｇａ_v Ｉｎ_w Ｎ（但
し、ｕ，ｖ，ｗは、０≦ｕ，ｖ，ｗ≦１、ｕ＋ｖ＋ｗ＝
１である。）からなる第１の窒化物半導体層を形成する
工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上部に、基板面方向に互い
に間隔をおいて延びる複数の凸部を形成する工程と、 互いに隣接する前記凸部同士に挟まれてなる凹部の底面
とその壁面の少なくとも一部とを覆うマスク膜を形成す
る工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上に、前記各凸部における
前記マスク膜から露出する領域を種結晶として、Ａｌ_x
Ｇａ_y Ｉｎ_z Ｎ（但し、ｘ，ｙ，ｚは、０≦ｘ，ｙ，ｚ
≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。）からなる複数の第２の
窒化物半導体層を成長する工程とを備え、 前記複数の第２の窒化物半導体層を形成する工程は、前
記各第２の窒化物半導体層を、各第２の窒化物半導体層
が前記複数の凸部のうちの所定数の凸部を跨ぐごとに、
前記凸部が延びる方向と平行な側端面が露出するように
形成する工程を含むことを特徴とする窒化物半導体の製
造方法。To 66. on a _{substrate, Al u Ga v In w N} ( where, u, v, w is, 0 ≦ u, v, w ≦ 1, u + v + w =
It is one. A) forming a first nitride semiconductor layer comprising: forming a plurality of protrusions extending above the first nitride semiconductor layer at a distance from each other in a substrate surface direction; Forming a mask film covering a bottom surface of the concave portion sandwiched between the convex portions and at least a part of the wall surface; and forming the mask in each of the convex portions on the first nitride semiconductor layer. A region exposed from the film is used as a seed crystal, and Al _x
Ga _y In _z N (where x, y, z are 0 ≦ x, y, z
≦ 1, x + y + z = 1. A) growing a plurality of second nitride semiconductor layers comprising: forming the plurality of second nitride semiconductor layers; Each time the nitride semiconductor layer straddles a predetermined number of protrusions of the plurality of protrusions,
A method for manufacturing a nitride semiconductor, comprising a step of forming a side end surface parallel to a direction in which the protrusion extends. 【請求項６７】 前記側端面はＡ面又はＭ面であること
を特徴とする請求項６６に記載の窒化物半導体の製造方
法。67. The method according to claim 66, wherein the side end surface is an A-plane or an M-plane. 【請求項６８】 前記複数の凸部を形成する工程は、前
記複数の凸部の形成周期を、前記側端面が露出する領域
が前記側端面が露出しない領域と比べて大きくなるよう
に形成することを特徴とする請求項６６に記載の窒化物
半導体の製造方法。68. In the step of forming the plurality of protrusions, the formation period of the plurality of protrusions is formed such that a region where the side end surface is exposed is larger than a region where the side end surface is not exposed. The method for producing a nitride semiconductor according to claim 66, wherein: 【請求項６９】 前記マスク膜は誘電体からなることを
特徴とする請求項６６に記載の窒化物半導体の製造方
法。69. The method according to claim 66, wherein the mask film is made of a dielectric. 【請求項７０】 前記誘電体は、窒化シリコン、酸化シ
リコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化酸
化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム又は酸
化ニオブであることを特徴とする請求項６９に記載の窒
化物半導体の製造方法。70. The nitride according to claim 69, wherein the dielectric is silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride oxide, titanium oxide, zirconium oxide or niobium oxide. Semiconductor manufacturing method. 【請求項７１】 前記マスク膜は高融点金属又は高融点
金属化物からなることを特徴とする請求項６６に記載の
窒化物半導体の製造方法。71. The method according to claim 66, wherein the mask film is made of a refractory metal or a refractory metal. 【請求項７２】 前記高融点金属又は高融点金属化物
は、タングステン、モリブデン、ニオブ、タングステン
シリサイド、モリブデンシリサイド又はニオブシリサイ
ドであることを特徴とする請求項７１に記載の窒化物半
導体の製造方法。72. The method according to claim 71, wherein the refractory metal or refractory metal is tungsten, molybdenum, niobium, tungsten silicide, molybdenum silicide, or niobium silicide. 【請求項７３】 基板上に第１の窒化物半導体層を形成
する工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上部に、基板面方向に互い
に間隔をおいて延びる複数の溝部を形成する工程と、 前記溝部の底面を覆うマスク膜を形成する工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上面における前記各溝部同
士の間に前記マスク膜から露出するＣ面を種結晶とし
て、基板側から、それぞれが、第２の窒化物半導体層
と、該第２の窒化物半導体層よりもエネルギーギャップ
が小さい第３の窒化物半導体層からなる活性層と、該活
性層よりもエネルギーギャップが大きい第４の窒化物半
導体層とを含むように複数の積層体を成長する工程と、 前記各積層体の上に、前記活性層にキャリアを選択的に
注入する電流狭窄部をそれぞれ形成する工程とを備え、 前記複数の積層体を成長する工程は、前記各積層体を、
該積層体が前記第１の窒化物半導体層の前記Ｃ面を所定
数だけ跨ぐごとに前記電流狭窄部からなる共振器端面が
露出するように形成する工程を含むことを特徴とする窒
化物半導体素子の製造方法。73. A step of forming a first nitride semiconductor layer on a substrate, and a step of forming a plurality of trenches extending above the first nitride semiconductor layer at intervals from each other in a substrate surface direction. Forming a mask film covering the bottom surface of the trench; and forming a C-plane exposed from the mask film between the trenches on the upper surface of the first nitride semiconductor layer as a seed crystal from the substrate side. An active layer including a second nitride semiconductor layer, a third nitride semiconductor layer having an energy gap smaller than the second nitride semiconductor layer, and a third nitride semiconductor layer having an energy gap larger than the active layer. A step of growing a plurality of stacked bodies so as to include the nitride semiconductor layer of No. 4; and a step of forming a current confinement portion for selectively injecting carriers into the active layer on each of the stacked bodies. Comprising, the plurality of products Growing a body, each of said laminate,
A step of forming the laminated body so as to expose a cavity end face formed of the current constriction portion every time the predetermined number of straddles the C-plane of the first nitride semiconductor layer. Device manufacturing method. 【請求項７４】 前記共振器端面はＡ面又はＭ面である
ことを特徴とする請求項７３に記載の窒化物半導体素子
の製造方法。74. The method according to claim 73, wherein the end face of the resonator is an A-plane or an M-plane. 【請求項７５】 前記複数の溝部を形成する工程は、前
記複数の溝部の形成周期を、前記共振器端面が露出する
領域が、前記共振器端面が露出しない領域と比べて大き
くなるように設定することを特徴とする請求項７３に記
載の窒化物半導体素子の製造方法。75. The step of forming the plurality of grooves, wherein the forming cycle of the plurality of grooves is set such that a region where the resonator end face is exposed is larger than a region where the resonator end face is not exposed. 74. The method for manufacturing a nitride semiconductor device according to claim 73, wherein: 【請求項７６】 前記マスク膜は誘電体からなることを
特徴とする請求項７３に記載の窒化物半導体素子の製造
方法。76. The method according to claim 73, wherein the mask film is made of a dielectric. 【請求項７７】 前記誘電体は、窒化シリコン、酸化シ
リコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化酸
化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム又は酸
化ニオブであることを特徴とする請求項７６に記載の窒
化物半導体素子の製造方法。77. The nitride according to claim 76, wherein the dielectric is silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride oxide, titanium oxide, zirconium oxide or niobium oxide. A method for manufacturing a semiconductor device. 【請求項７８】 前記マスク膜は高融点金属又は高融点
金属化物からなることを特徴とする請求項７３に記載の
窒化物半導体素子の製造方法。78. The method according to claim 73, wherein the mask film is made of a refractory metal or a refractory metal. 【請求項７９】 前記高融点金属又は高融点金属化物
は、タングステン、モリブデン、ニオブ、タングステン
シリサイド、モリブデンシリサイド又はニオブシリサイ
ドであることを特徴とする請求項７８に記載の窒化物半
導体素子の製造方法。79. The method according to claim 78, wherein the refractory metal or refractory metal is tungsten, molybdenum, niobium, tungsten silicide, molybdenum silicide or niobium silicide. . 【請求項８０】 基板上に第１の窒化物半導体層を形成
する工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上部に、基板面方向に互い
に間隔をおいて延びる複数の溝部を形成する工程と、 前記溝部の底面とその壁面の少なくとも一部とを覆うマ
スク膜を形成する工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上における前記各溝部同士
の間に前記マスク膜から露出する領域を種結晶として、
基板側から、それぞれが、第２の窒化物半導体層と、該
第２の窒化物半導体層よりもエネルギーギャップが小さ
い第３の窒化物半導体層からなる活性層と、該活性層よ
りもエネルギーギャップが大きい第４の窒化物半導体層
とを含むように複数の積層体を成長する工程と、 前記各積層体の上に、前記活性層にキャリアを選択的に
注入する電流狭窄部をそれぞれ形成する工程とを備え、 前記複数の積層体を成長する工程は、前記各積層体を、
該積層体が前記第１の窒化物半導体層の隣接する溝部同
士の間の領域を所定数だけ跨ぐごとに前記電流狭窄部か
らなる共振器端面が露出するように形成する工程を含む
ことを特徴とする窒化物半導体素子の製造方法。80. A step of forming a first nitride semiconductor layer on a substrate, and a step of forming a plurality of trenches extending above the first nitride semiconductor layer at intervals from each other in a substrate surface direction. Forming a mask film covering a bottom surface of the groove and at least a part of the wall surface; and forming a region exposed from the mask film between the grooves on the first nitride semiconductor layer. As a seed crystal,
From the substrate side, respectively, a second nitride semiconductor layer, an active layer composed of a third nitride semiconductor layer having an energy gap smaller than the second nitride semiconductor layer, and an energy gap smaller than the active layer. Growing a plurality of stacked bodies so as to include a fourth nitride semiconductor layer having a large thickness, and forming a current confinement portion for selectively injecting carriers into the active layer on each of the stacked bodies. And a step of growing the plurality of stacked bodies includes:
A step of forming the laminated body so that a cavity end face composed of the current confinement portion is exposed every time a predetermined number of regions cross over regions between adjacent trenches of the first nitride semiconductor layer. Manufacturing method of a nitride semiconductor device. 【請求項８１】 前記共振器端面はＡ面又はＭ面である
ことを特徴とする請求項８０に記載の窒化物半導体素子
の製造方法。81. The method according to claim 80, wherein the end face of the resonator is an A-plane or an M-plane. 【請求項８２】 前記複数の溝部を形成する工程は、前
記複数の溝部の形成周期を、前記共振器端面が露出する
領域が、前記共振器端面が露出しない領域と比べて大き
くなるように設定することを特徴とする請求項８０に記
載の窒化物半導体素子の製造方法。82. The step of forming the plurality of grooves, wherein the forming cycle of the plurality of grooves is set such that a region where the resonator end surface is exposed is larger than a region where the resonator end surface is not exposed. The method for manufacturing a nitride semiconductor device according to claim 80, wherein: 【請求項８３】 前記マスク膜は誘電体からなることを
特徴とする請求項８０に記載の窒化物半導体素子の製造
方法。83. The method according to claim 80, wherein the mask film is made of a dielectric. 【請求項８４】 前記誘電体は、窒化シリコン、酸化シ
リコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化酸
化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム又は酸
化ニオブであることを特徴とする請求項８３に記載の窒
化物半導体素子の製造方法。84. The nitride according to claim 83, wherein said dielectric is silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride oxide, titanium oxide, zirconium oxide or niobium oxide. A method for manufacturing a semiconductor device. 【請求項８５】 前記マスク膜は高融点金属又は高融点
金属化物からなることを特徴とする請求項８０に記載の
窒化物半導体素子の製造方法。85. The method according to claim 80, wherein the mask film is made of a refractory metal or a refractory metal. 【請求項８６】 前記高融点金属又は高融点金属化物
は、タングステン、モリブデン、ニオブ、タングステン
シリサイド、モリブデンシリサイド又はニオブシリサイ
ドであることを特徴とする請求項８５に記載の窒化物半
導体素子の製造方法。86. The method according to claim 85, wherein the refractory metal or refractory metal is tungsten, molybdenum, niobium, tungsten silicide, molybdenum silicide or niobium silicide. . 【請求項８７】 基板上に形成され、上部に互いに間隔
をおいて基板面方向に延びる複数の凸部を有する第１の
窒化物半導体層と、 前記第１の窒化物半導体層の上で且つ前記各凸部同士の
側面の間に空隙部を持つように形成された第２の窒化物
半導体層と、 前記第２の窒化物半導体層の上に形成され、キャリアが
狭窄されて注入されるストライプ状の共振器を含む第３
の窒化物半導体層とを備え、 前記共振器は、生成光の共振方向が前記凸部が延びる方
向とほぼ直交するように設けられていることを特徴とす
る窒化物半導体素子。87. A first nitride semiconductor layer formed on a substrate and having a plurality of protrusions extending in the direction of the substrate surface at an interval from each other on the substrate, and on the first nitride semiconductor layer and A second nitride semiconductor layer formed so as to have a gap between the side surfaces of the respective convex portions; and a second nitride semiconductor layer formed on the second nitride semiconductor layer, wherein carriers are narrowed and injected. Third including a striped resonator
Wherein the resonator is provided such that a resonance direction of generated light is substantially orthogonal to a direction in which the protrusion extends. 【請求項８８】 前記共振器の端面は、前記第３の窒化
物半導体層のＡ面であることを特徴とする請求項８７に
記載の窒化物半導体素子。88. The nitride semiconductor device according to claim 87, wherein an end face of said resonator is an A-plane of said third nitride semiconductor layer. 【請求項８９】 前記第２の窒化物半導体層と前記第３
の窒化物半導体層との間に形成され、上部に互いに間隔
をおいて基板面方向に延び且つその頂面の位置が前記第
１の窒化物半導体層の凸部の頂面の位置と基板面方向に
異なる複数の凸部を有する第４の窒化物半導体層をさら
に備えていることを特徴とする請求項８７に記載の窒化
物半導体素子。89. The second nitride semiconductor layer and the third nitride semiconductor layer
Formed on the upper surface of the first nitride semiconductor layer, the upper surface extending in the direction of the substrate surface at an interval from each other, and the position of the top surface being the same as the position of the top surface of the projection of the first nitride semiconductor layer. 88. The nitride semiconductor device according to claim 87, further comprising a fourth nitride semiconductor layer having a plurality of convex portions different in directions. 【請求項９０】 基板上に形成され、上部に互いに間隔
をおいて基板面方向に延びる複数の凸部を有する第１の
窒化物半導体層と、 前記第１の窒化物半導体層の上で且つ前記各凸部同士の
側面の間に空隙部を持つように形成された第２の窒化物
半導体層と、 前記第２の窒化物半導体層の上に形成され、活性層を含
む第３の窒化物半導体層とを備え、 前記凸部の頂面はＣ面であり、 前記第１の窒化物半導体層のＣ軸と前記第２の窒化物半
導体層のＣ軸とがなす角度は、約０．０５度以下である
ことを特徴とする窒化物半導体素子。90. A first nitride semiconductor layer formed on a substrate and having a plurality of protrusions extending upward in the direction of the substrate at intervals from each other on the substrate, and on the first nitride semiconductor layer and A second nitride semiconductor layer formed so as to have a gap between side surfaces of the respective convex portions; and a third nitride layer formed on the second nitride semiconductor layer and including an active layer. A top surface of the convex portion is a C-plane, and an angle formed by a C-axis of the first nitride semiconductor layer and a C-axis of the second nitride semiconductor layer is about 0. 0.55 degrees or less. 【請求項９１】 基板上に第１の窒化物半導体層を形成
する工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上部に、互いに間隔をおい
て基板面方向の一の方向に延びる複数の第１の溝部を形
成する工程と、 前記第１の溝部の底面を覆う第１のマスク膜を形成する
工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上面における前記各第１の
溝部同士の間に前記第１のマスク膜から露出するＣ面を
種結晶として、第２の窒化物半導体層を成長する工程
と、 前記第２の窒化物半導体層の上部に、互いに間隔をおい
て前記一の方向に延び且つ互いに隣接する溝部同士の間
の領域の位置が前記第１の溝部同士の間の領域の位置と
基板面方向に異なる複数の第２の溝部を形成する工程
と、 前記第２の溝部の底面を覆う第２のマスク膜を形成する
工程と、 前記第２の窒化物半導体層の上面における前記各第２の
溝部同士の間に前記第２のマスク膜から露出するＣ面を
種結晶として、活性層を含む第３の窒化物半導体層を形
成する工程と、 前記第３の窒化物半導体層の上に、生成光の共振方向が
前記一の方向とほぼ直交するように電流狭窄部を形成す
る工程とを備えていることを特徴とする窒化物半導体素
子の製造方法。91. A step of forming a first nitride semiconductor layer on a substrate; and forming a plurality of first nitride semiconductor layers on the first nitride semiconductor layer that are spaced apart from each other and extend in one direction in a substrate plane direction. Forming a first groove portion; forming a first mask film covering a bottom surface of the first groove portion; and between the first groove portions on the upper surface of the first nitride semiconductor layer. Growing a second nitride semiconductor layer using the C-plane exposed from the first mask film as a seed crystal; and forming the one direction on the second nitride semiconductor layer at an interval from each other. Forming a plurality of second grooves that extend in the direction of the substrate and that are different from the position of the region between the first grooves in the direction of the surface of the substrate. Forming a second mask film covering the bottom surface of the second nitride film; Forming a third nitride semiconductor layer including an active layer using a C-plane exposed from the second mask film as a seed crystal between the second trenches on the upper surface of the conductor layer; Forming a current confinement portion on the nitride semiconductor layer of (3) such that the resonance direction of the generated light is substantially orthogonal to the one direction. . 【請求項９２】 基板上に第１の窒化物半導体層を形成
する工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上部に、互いに間隔をおい
て基板面方向の一の方向に延びる複数の第１の溝部を形
成する工程と、 前記第１の溝部の底面とその壁面の少なくとも一部とを
覆う第１のマスク膜を形成する工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上における前記各第１の溝
部同士の間に前記第１のマスク膜から露出する領域を種
結晶として、第２の窒化物半導体層を成長する工程と、 前記第２の窒化物半導体層の上部に、互いに間隔をおい
て前記一の方向に延び且つ互いに隣接する溝部同士の間
の領域の位置が前記第１の溝部同士の間の領域の位置と
基板面方向に異なる複数の第２の溝部を形成する工程
と、 前記第２の溝部の底面とその壁面の少なくとも一部とを
覆う第２のマスク膜を形成する工程と、 前記第２の窒化物半導体層の上における前記各第２の溝
部同士の間に前記第２のマスク膜から露出する領域を種
結晶として、活性層を含む第３の窒化物半導体層を形成
する工程と、 前記第３の窒化物半導体層の上に、生成光の共振方向が
前記一の方向とほぼ直交するように電流狭窄部を形成す
る工程とを備えていることを特徴とする窒化物半導体素
子の製造方法。92. A step of forming a first nitride semiconductor layer on a substrate; and forming a plurality of first nitride semiconductor layers on the first nitride semiconductor layer that are spaced apart from each other and extend in one direction in a substrate surface direction. Forming a first groove portion; forming a first mask film covering a bottom surface of the first groove portion and at least a part of a wall surface of the first groove portion; and forming each of the first mask films on the first nitride semiconductor layer. Growing a second nitride semiconductor layer between the first trenches using a region exposed from the first mask film as a seed crystal; and forming an interval above the second nitride semiconductor layer. Forming a plurality of second grooves extending in the one direction and having a position between regions adjacent to each other in a substrate surface direction different from a position between regions between the first grooves in a substrate surface direction And the bottom surface of the second groove and at least a part of the wall surface Forming a second mask film between the respective second trenches on the second nitride semiconductor layer, using a region exposed from the second mask film as a seed crystal, Forming a third nitride semiconductor layer including: and forming a current confinement portion on the third nitride semiconductor layer such that a resonance direction of generated light is substantially orthogonal to the one direction. And a method for manufacturing a nitride semiconductor device. 【請求項９３】 基板上に形成され、上部に間隔をおい
て基板面方向に延びる複数の第１の凸部を有する第１の
半導体層と、 前記第１の半導体層の上に前記第１の凸部と接するよう
に形成され、上部に前記第１の凸部が延びる方向と同一
で且つ前記第１の凸部同士の間隔と異なる間隔をおいて
延びる複数の第２の凸部を有し、活性層を含む積層体か
らなる第２の半導体層とを備え、 前記複数の第２の凸部のうちの１つの頂面から、前記活
性層に対してキャリアが注入されることを特徴とする半
導体発光素子。93. A first semiconductor layer formed on a substrate and having a plurality of first protrusions extending in the direction of the substrate surface at an interval above the first semiconductor layer, and the first semiconductor layer on the first semiconductor layer. And a plurality of second convex portions formed in the upper portion so as to be in contact with the first convex portions and extending at intervals different from the intervals between the first convex portions. A second semiconductor layer made of a stacked body including an active layer, wherein carriers are injected into the active layer from a top surface of one of the plurality of second protrusions. Semiconductor light emitting device. 【請求項９４】 基板上に、第１の半導体層を形成し、
形成した第１の半導体層の上部に、基板面方向に間隔を
おいて延びる複数の第１の凸部を形成する工程と、 前記第１の半導体層の上に、その下面が前記第１の凸部
と接すると共に、活性層を含む積層体からなる第２の半
導体層を形成し、形成した第２の半導体層の上部に前記
第１の凸部が延びる方向と同一で且つ前記第１の凸部同
士と異なる間隔をおいて延びる複数の第２の凸部を形成
する工程と、 前記複数の第２の凸部のうち、前記活性層にキャリアを
注入する凸部を選別するためのマスクの位置合わせ用の
目印を前記基板に形成する工程と、 前記目印により前記マスクの位置合わせを行なった後、
前記マスクを用いて前記複数の第２の凸部のうちの１つ
をキャリア注入部とする工程とを備えていることを特徴
とする半導体発光素子の製造方法。94. forming a first semiconductor layer on a substrate,
Forming a plurality of first protrusions extending at an interval in a substrate surface direction on an upper portion of the formed first semiconductor layer; A second semiconductor layer made of a laminate including an active layer is formed in contact with the convex portion, and the first semiconductor portion is formed on the formed second semiconductor layer in the same direction as the direction in which the first convex portion extends. Forming a plurality of second protrusions extending at different intervals from the protrusions; and a mask for selecting a protrusion for injecting carriers into the active layer from among the plurality of second protrusions. Forming a mark for alignment on the substrate, and after positioning the mask with the mark,
Using the mask to make one of the plurality of second protrusions a carrier injection part. 【請求項９５】 前記第１の半導体層及び第２の半導体
層は窒化物半導体からなり、 前記第１の凸部を形成する工程は、形成した前記第１の
凸部同士の間に挟まれた領域に誘電体膜を形成する工程
を含み、 前記目印を形成する工程は、前記目印を、前記第１の凸
部と基板面に垂直な方向で重ならず且つ前記第１の凸部
の近傍に位置する第２の凸部を認識できるように付する
工程を含むことを特徴とする請求項９４に記載の半導体
発光素子の製造方法。95. The first semiconductor layer and the second semiconductor layer are made of a nitride semiconductor, and the step of forming the first protrusion is sandwiched between the formed first protrusions. Forming a dielectric film in a region where the mark is formed, wherein the step of forming the mark does not overlap the mark with the first convex portion in a direction perpendicular to the substrate surface and forms the mark with the first convex portion. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 94, further comprising a step of attaching the second convex portion located in the vicinity so as to be recognized. 【請求項９６】 基板上に第１の窒化物半導体層を形成
する工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上部に、基板面方向に互い
に間隔をおいて延びる複数の溝部を形成する工程と、 前記溝部の底面を覆うマスク膜を形成する工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上面における前記各溝部同
士の間に前記マスク膜から露出するＣ面を種結晶とし
て、基板側から、第２の窒化物半導体層と、該第２の窒
化物半導体層よりもエネルギーギャップが小さい第３の
窒化物半導体層からなる活性層と、該活性層よりもエネ
ルギーギャップが大きい第４の窒化物半導体層とを含む
ように積層体を成長する工程と、 前記積層体の上部に、前記溝部が延びる方向と同一で且
つ前記溝部同士の間の間隔と異なる間隔をおいて延びる
複数の凸部を形成する工程と、 前記複数の凸部のうち、前記溝部の上方で且つ前記溝部
同士の間の領域の近傍に位置する凸部を選択して、前記
活性層にキャリアを注入するキャリア注入部を形成する
工程とを備えていることを特徴とする半導体発光素子の
製造方法。96. A step of forming a first nitride semiconductor layer on a substrate, and a step of forming a plurality of trenches extending above the first nitride semiconductor layer at intervals from each other in a substrate surface direction. Forming a mask film covering the bottom surface of the trench; and forming a C-plane exposed from the mask film between the trenches on the upper surface of the first nitride semiconductor layer as a seed crystal from the substrate side. An active layer composed of a second nitride semiconductor layer, a third nitride semiconductor layer having an energy gap smaller than that of the second nitride semiconductor layer, and a fourth nitride layer having an energy gap larger than that of the active layer. Growing a laminate so as to include a semiconductor layer; and a plurality of protrusions extending on the top of the laminate at the same distance as the direction in which the grooves extend and different from the distance between the grooves. And forming the Forming a carrier injection portion for injecting carriers into the active layer by selecting a protrusion located above the groove and near a region between the grooves among the plurality of protrusions. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising: 【請求項９７】 前記複数の溝部を形成する工程は、前
記第１の窒化物半導体層の上に、該第１の窒化物半導体
層をストライプ状に覆うレジストマスクを形成し、形成
したレジストマスクを用いて前記第１の窒化物半導体層
に対してエッチングを行なう工程を含み、 前記マスク膜を形成する工程は、前記レジストマスクを
リフトオフする工程を含むことを特徴とする請求項９６
に記載の半導体発光素子の製造方法。97. A step of forming the plurality of trenches, comprising: forming a resist mask over the first nitride semiconductor layer so as to cover the first nitride semiconductor layer in a stripe shape; 97. The method according to claim 96, further comprising: performing a step of etching the first nitride semiconductor layer by using a semiconductor device; and forming the mask film includes a step of lifting off the resist mask.
3. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to 1. 【請求項９８】 前記マスク膜は誘電体からなることを
特徴とする請求項９６に記載の半導体発光素子の製造方
法。98. The method according to claim 96, wherein the mask film is made of a dielectric. 【請求項９９】 前記誘電体は、窒化シリコン、酸化シ
リコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化酸
化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム又は酸
化ニオブであることを特徴とする請求項９８に記載の半
導体発光素子の製造方法。99. The semiconductor light emitting device according to claim 98, wherein said dielectric is silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride oxide, titanium oxide, zirconium oxide or niobium oxide. Device manufacturing method. 【請求項１００】 前記マスク膜は、電子サイクロトロ
ン共鳴プラズマを用いて形成することを特徴とする請求
項９８に記載の窒化物半導体素子の製造方法。100. The method according to claim 98, wherein the mask film is formed using electron cyclotron resonance plasma. 【請求項１０１】 前記マスク膜は、電子サイクロトロ
ン共鳴スパッタ法を用いて形成することを特徴とする請
求項９８に記載の半導体発光素子の製造方法。101. The method according to claim 98, wherein the mask film is formed by using an electron cyclotron resonance sputtering method. 【請求項１０２】 前記マスク膜は高融点金属又は高融
点金属化物であることを特徴とする請求項９６に記載の
半導体発光素子の製造方法。102. The method according to claim 96, wherein the mask film is made of a refractory metal or a refractory metal. 【請求項１０３】 前記高融点金属又は高融点金属化物
は、タングステン、モリブデン、ニオブ、タングステン
シリサイド、モリブデンシリサイド又はニオブシリサイ
ドであることを特徴とする請求項１０２に記載の半導体
発光素子の製造方法。103. The method according to claim 102, wherein the refractory metal or refractory metal is tungsten, molybdenum, niobium, tungsten silicide, molybdenum silicide or niobium silicide. 【請求項１０４】 基板上に第１の窒化物半導体層を形
成する工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上部に、基板面方向に互い
に間隔をおいて延びる複数の溝部を形成する工程と、 前記溝部の底面とその壁面の少なくとも１部とを覆うマ
スク膜を形成する工程と、 前記第１の窒化物半導体層の上における前記各溝部同士
の間に前記マスク膜から露出する領域を種結晶として、
基板側から、第２の窒化物半導体層と、該第２の窒化物
半導体層よりもエネルギーギャップが小さい第３の窒化
物半導体層からなる活性層と、該活性層よりもエネルギ
ーギャップが大きい第４の窒化物半導体層とを含むよう
に積層体を成長する工程と、 前記積層体の上部に、前記溝部が延びる方向と同一で且
つ前記溝部同士の間の間隔と異なる間隔をおいて延びる
複数の凸部を形成する工程と、 前記複数の凸部のうち、前記溝部の上方で且つ前記溝部
同士の間の領域の近傍に位置する凸部を選択し、選択し
た凸部に、前記活性層にキャリアを注入するキャリア注
入部を形成する工程とを備えていることを特徴とする半
導体発光素子の製造方法。104. A step of forming a first nitride semiconductor layer on a substrate, and a step of forming a plurality of trenches extending above the first nitride semiconductor layer at intervals from each other in a substrate surface direction. Forming a mask film covering a bottom surface of the groove and at least a part of the wall surface; and forming a region exposed from the mask film between the grooves on the first nitride semiconductor layer. As a seed crystal,
From the substrate side, a second nitride semiconductor layer, an active layer including a third nitride semiconductor layer having an energy gap smaller than that of the second nitride semiconductor layer, and an active layer having an energy gap larger than that of the active layer. Growing a laminate so as to include the nitride semiconductor layer of No. 4 and a plurality of trenches extending above the laminate at the same interval as the direction in which the grooves extend and different from the interval between the grooves. Forming a convex portion, and selecting, from the plurality of convex portions, a convex portion located above the groove portion and in the vicinity of a region between the groove portions, and forming the active layer on the selected convex portion. Forming a carrier injection portion for injecting carriers into the semiconductor light emitting device. 【請求項１０５】 前記複数の溝部を形成する工程は、
前記第１の窒化物半導体層の上に、該第１の窒化物半導
体層をストライプ状に覆うレジストマスクを形成し、形
成したレジストマスクを用いて前記第１の窒化物半導体
層に対してエッチングを行なう工程を含み、 前記マスク膜を形成する工程は、前記レジストマスクを
リフトオフする工程を含むことを特徴とする請求項１０
４に記載の半導体発光素子の製造方法。105. The step of forming the plurality of grooves,
Forming a resist mask covering the first nitride semiconductor layer in a stripe shape on the first nitride semiconductor layer, and etching the first nitride semiconductor layer using the formed resist mask; 11. The step of forming the mask film includes a step of lifting off the resist mask.
5. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to item 4. 【請求項１０６】 前記マスク膜は誘電体からなること
を特徴とする請求項１０４に記載の半導体発光素子の製
造方法。106. The method according to claim 104, wherein the mask film is made of a dielectric. 【請求項１０７】 前記誘電体は、窒化シリコン、酸化
シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化
酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム又は
酸化ニオブであることを特徴とする請求項１０６に記載
の半導体発光素子の製造方法。107. The semiconductor light emitting device according to claim 106, wherein said dielectric is silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride oxide, titanium oxide, zirconium oxide or niobium oxide. Device manufacturing method. 【請求項１０８】 前記マスク膜は、電子サイクロトロ
ン共鳴プラズマを用いて形成することを特徴とする請求
項１０６に記載の半導体発光素子の製造方法。108. The method according to claim 106, wherein the mask film is formed using electron cyclotron resonance plasma. 【請求項１０９】 前記マスク膜は、電子サイクロトロ
ン共鳴スパッタ法を用いて形成することを特徴とする請
求項１０６に記載の半導体発光素子の製造方法。109. The method according to claim 106, wherein the mask film is formed by using an electron cyclotron resonance sputtering method. 【請求項１１０】 前記マスク膜は高融点金属又は高融
点金属化物であることを特徴とする請求項１０４に記載
の窒化物半導体素子の製造方法。110. The method according to claim 104, wherein the mask film is made of a high melting point metal or a high melting point metal. 【請求項１１１】 前記高融点金属又は高融点金属化物
は、タングステン、モリブデン、ニオブ、タングステン
シリサイド、モリブデンシリサイド又はニオブシリサイ
ドであることを特徴とする請求項１１０に記載の半導体
発光素子の製造方法。111. The method according to claim 110, wherein the refractory metal or refractory metal is tungsten, molybdenum, niobium, tungsten silicide, molybdenum silicide or niobium silicide.