JPH10303502A - 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法 - Google Patents
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法Info
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- JPH10303502A JPH10303502A JP10729097A JP10729097A JPH10303502A JP H10303502 A JPH10303502 A JP H10303502A JP 10729097 A JP10729097 A JP 10729097A JP 10729097 A JP10729097 A JP 10729097A JP H10303502 A JPH10303502 A JP H10303502A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のような絶縁膜の形成及び再成長技術を
必要としない。 【解決手段】 ドライエッチングにより、エッチングす
ると同時にＰ型窒化ガリウム系化合物半導体膜を改質し
て、非オーミック性又はエッチングに晒されない領域よ
りも高抵抗にする。
必要としない。 【解決手段】 ドライエッチングにより、エッチングす
ると同時にＰ型窒化ガリウム系化合物半導体膜を改質し
て、非オーミック性又はエッチングに晒されない領域よ
りも高抵抗にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、青色領域から紫外
光領域で発光可能な窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子（レーザ及び発光ダイオード）及びその製造方法に係
わり、特にリッジ導波路型窒化ガリウム系化合物半導体
レーザ及び電流阻止型窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子に関する。
光領域で発光可能な窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子（レーザ及び発光ダイオード）及びその製造方法に係
わり、特にリッジ導波路型窒化ガリウム系化合物半導体
レーザ及び電流阻止型窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０にＧａＮ系リッジ構造型半導体レ
ーザの断面模式図を示す。
ーザの断面模式図を示す。
【０００３】素子構造は、サファイヤ基板１上にＧａＮ
バッファ層２，Ｎ型ＧａＮ層３，Ｎ型Ｉｎ0.05Ｇａ0.95
Ｎ層３００，Ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層４，Ｎ
型ＧａＮ層４００，ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層５００，Ｐ
型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎ層６００，Ｐ型ＧａＮ層７００，Ｐ
型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層６，Ｐ型ＧａＮコンタ
クト層７が順次積層され、次にＰ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ
クラッド層６とＰ型ＧａＮコンタクト層７をリッジ状に
エッチングし、ＳｉＯ2の絶縁体膜８００を形成し、次
に、Ｐ型電極８，Ｎ型電極９を形成している構造がＡ．
Ｐ．Ｌ．６９．１０．１９９６．Ｐ１４７７−に開示さ
れている。
バッファ層２，Ｎ型ＧａＮ層３，Ｎ型Ｉｎ0.05Ｇａ0.95
Ｎ層３００，Ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層４，Ｎ
型ＧａＮ層４００，ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層５００，Ｐ
型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎ層６００，Ｐ型ＧａＮ層７００，Ｐ
型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層６，Ｐ型ＧａＮコンタ
クト層７が順次積層され、次にＰ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ
クラッド層６とＰ型ＧａＮコンタクト層７をリッジ状に
エッチングし、ＳｉＯ2の絶縁体膜８００を形成し、次
に、Ｐ型電極８，Ｎ型電極９を形成している構造がＡ．
Ｐ．Ｌ．６９．１０．１９９６．Ｐ１４７７−に開示さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来例のリッジ構造窒
化ガリウム系化合物半導体レーザにおいては、絶縁体膜
８００を形成しなければならず、製造工程が複雑にな
る。
化ガリウム系化合物半導体レーザにおいては、絶縁体膜
８００を形成しなければならず、製造工程が複雑にな
る。
【０００５】本発明においては、電極金属が形成される
窒化ガリウム系化合物半導体層表面に電流注入領域と非
電流注入領域を簡便な方法にて形成するを目的としてい
る。
窒化ガリウム系化合物半導体層表面に電流注入領域と非
電流注入領域を簡便な方法にて形成するを目的としてい
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】Ｐ型窒化ガリウム系化合
物半導体層をドライエッチングした際、エッチングマス
クにて覆われている部分はＰ型電極に対してオーミック
性を示すが、エッチングにさらされた部分はＰ型電極に
対して非オーミック性または高抵抗化を示すことがわか
った。
物半導体層をドライエッチングした際、エッチングマス
クにて覆われている部分はＰ型電極に対してオーミック
性を示すが、エッチングにさらされた部分はＰ型電極に
対して非オーミック性または高抵抗化を示すことがわか
った。
【０００７】この特性を図９に示している。
【０００８】この特性を利用し、ドライエッチング法を
用いてリッジ導波路を形成すれば、エッチングマスクに
て覆われている部分はＰ型電極に対してオーミック性を
示すが、エッチングにさらされた部分はＰ型電極に対し
て非オーミック性または高抵抗を示すため、リッジ導波
路表面に電流阻止領域を形成することが可能となる。
用いてリッジ導波路を形成すれば、エッチングマスクに
て覆われている部分はＰ型電極に対してオーミック性を
示すが、エッチングにさらされた部分はＰ型電極に対し
て非オーミック性または高抵抗を示すため、リッジ導波
路表面に電流阻止領域を形成することが可能となる。
【０００９】この電流阻止領域が電流狭窄層として機能
するため、素子のしきい値電流の低減、発光パターンの
制御や発光効率の向上が可能となり、電流阻止型金属閉
じ込めリッジ導波路窒化ガリウム系化合物半導体レーザ
を提供することができる。
するため、素子のしきい値電流の低減、発光パターンの
制御や発光効率の向上が可能となり、電流阻止型金属閉
じ込めリッジ導波路窒化ガリウム系化合物半導体レーザ
を提供することができる。
【００１０】また、本発明によれば酸化膜の形成及び再
成長技術を必要とせずしきい値電流が小さく、発光パタ
ーンの制御された半導体レーザ及び外部発光効率の優れ
た半導体発光素子が容易に作製可能となる。
成長技術を必要とせずしきい値電流が小さく、発光パタ
ーンの制御された半導体レーザ及び外部発光効率の優れ
た半導体発光素子が容易に作製可能となる。
【００１１】ここで、ドライエッチング法として、例え
ばＲＩＥ：反応性イオンエッチング、ＥＣＲ−ＲＩＢ
Ｅ：電子サイクロトロン共鳴を利用した反応性イオンビ
ームエッチング法を用い、ガス種として例えばＣｌ2，
ＳｉＣｌ4，ＢＣｌ3等又はこれらにＡｒ，Ｈ2等を添加
したガスを用いる。
ばＲＩＥ：反応性イオンエッチング、ＥＣＲ−ＲＩＢ
Ｅ：電子サイクロトロン共鳴を利用した反応性イオンビ
ームエッチング法を用い、ガス種として例えばＣｌ2，
ＳｉＣｌ4，ＢＣｌ3等又はこれらにＡｒ，Ｈ2等を添加
したガスを用いる。
【００１２】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子は、導電性又は非導電性の基板上に、少なくともＮ
型窒化ガリウム系化合物半導体層とＰ型窒化ガリウム系
化合物半導体層とが順次積層された窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子であって、前記Ｐ型窒化ガリウム系化
合物半導体層表面が電流注入領域と非電流注入領域とか
らなり、前記非電流注入領域が非オーミック性であるか
または前記電流注入領域よりも高抵抗であることによ
り、上記目的を達成する。
素子は、導電性又は非導電性の基板上に、少なくともＮ
型窒化ガリウム系化合物半導体層とＰ型窒化ガリウム系
化合物半導体層とが順次積層された窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子であって、前記Ｐ型窒化ガリウム系化
合物半導体層表面が電流注入領域と非電流注入領域とか
らなり、前記非電流注入領域が非オーミック性であるか
または前記電流注入領域よりも高抵抗であることによ
り、上記目的を達成する。
【００１３】また、前記非電流注入領域は、ドライエッ
チング法によって非オーミック性であるかまたは前記電
流注入領域より高抵抗となるように前記Ｐ型窒化ガリウ
ム系化合物半導体層表面を改質して形成されてなるもの
である。
チング法によって非オーミック性であるかまたは前記電
流注入領域より高抵抗となるように前記Ｐ型窒化ガリウ
ム系化合物半導体層表面を改質して形成されてなるもの
である。
【００１４】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子は、導電性又は非導電性の基板と、該基板上に順次
形成され、少なくとも、Ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層、Ｉ
ｎＧａＮ活性層、Ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、及び高不
純物ドープＰ型ＧａＮコンタクト層とからなる積層と、
該積層のうち、前記Ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層及び高不
純物ドープＰ型ＧａＮコンタクト層とを選択的にドライ
エッチング加工して得たリッジと、該リッジを含むドラ
イエッチング加工表面全面に形成されたＰ型電極と、を
少なくとも具えて電流狭窄型金属閉じ込めリッジ導波路
発光素子をなすことにより、上記目的を達成する。
素子は、導電性又は非導電性の基板と、該基板上に順次
形成され、少なくとも、Ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層、Ｉ
ｎＧａＮ活性層、Ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、及び高不
純物ドープＰ型ＧａＮコンタクト層とからなる積層と、
該積層のうち、前記Ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層及び高不
純物ドープＰ型ＧａＮコンタクト層とを選択的にドライ
エッチング加工して得たリッジと、該リッジを含むドラ
イエッチング加工表面全面に形成されたＰ型電極と、を
少なくとも具えて電流狭窄型金属閉じ込めリッジ導波路
発光素子をなすことにより、上記目的を達成する。
【００１５】また、本発明の窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子は、導電性又は非導電性の基板と、該基板上
に順次形成され、少なくとも、Ｎ型ＡｌＧａＮクラッド
層、ＩｎＧａＮ活性層、Ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、高
不純物ドープＰ型ＧａＮコンタクト層とからなる積層
と、前記高不純物ドープＰ型ＧａＮコンタクト層表面を
選択的にドライエッチングして得た凹部と、該凹部を含
む高不純物ドープＰ型ＧａＮコンタクト層全面に形成さ
れたＰ型電極と、該Ｐ型電極上の前記凹部上方に形成さ
れたボンディング電極と、を少なくとも備えて電流阻止
型の発光素子をなすことにより、上記目的を達成する。
体発光素子は、導電性又は非導電性の基板と、該基板上
に順次形成され、少なくとも、Ｎ型ＡｌＧａＮクラッド
層、ＩｎＧａＮ活性層、Ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、高
不純物ドープＰ型ＧａＮコンタクト層とからなる積層
と、前記高不純物ドープＰ型ＧａＮコンタクト層表面を
選択的にドライエッチングして得た凹部と、該凹部を含
む高不純物ドープＰ型ＧａＮコンタクト層全面に形成さ
れたＰ型電極と、該Ｐ型電極上の前記凹部上方に形成さ
れたボンディング電極と、を少なくとも備えて電流阻止
型の発光素子をなすことにより、上記目的を達成する。
【００１６】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子の製造方法は、導電性又は非導電性の基板上に、少
なくとも、Ｎ型ＧａＮ層、Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ
＜１）クラッド層、ＩｎyＧａ1-yＮ（０≦ｙ≦１：ｘ＝
０のときｙ＞０）活性層、Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ
＜１）クラッド層、及び高不純物ドープＰ+型ＧａＮコ
ンタクト層を順次形成する工程と、前記Ｐ型ＡｌxＧａ
1-xＮ（０≦ｘ＜１）クラッド層とＰ+型ＧａＮコンタク
ト層とを選択的にドライエッチングしてリッジを形成す
ると同時に、ドライエッチングに晒される前記Ｐ型Ａｌ
xＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）クラッド層とＰ+型ＧａＮコ
ンタクト層表面を改質する工程と、該改質された表面を
含む前記Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）クラッド層
及びＰ+型ＧａＮコンタクト層全面にＰ型用電極を形成
する工程とを含むことにより、上記目的を達成する。
素子の製造方法は、導電性又は非導電性の基板上に、少
なくとも、Ｎ型ＧａＮ層、Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ
＜１）クラッド層、ＩｎyＧａ1-yＮ（０≦ｙ≦１：ｘ＝
０のときｙ＞０）活性層、Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ
＜１）クラッド層、及び高不純物ドープＰ+型ＧａＮコ
ンタクト層を順次形成する工程と、前記Ｐ型ＡｌxＧａ
1-xＮ（０≦ｘ＜１）クラッド層とＰ+型ＧａＮコンタク
ト層とを選択的にドライエッチングしてリッジを形成す
ると同時に、ドライエッチングに晒される前記Ｐ型Ａｌ
xＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）クラッド層とＰ+型ＧａＮコ
ンタクト層表面を改質する工程と、該改質された表面を
含む前記Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）クラッド層
及びＰ+型ＧａＮコンタクト層全面にＰ型用電極を形成
する工程とを含むことにより、上記目的を達成する。
【００１７】また、本発明の窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子の製造方法は、導電性又は非導電性の基板上
に、少なくとも、Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）ク
ラッド層、ＩｎyＧａ1-yＮ（０≦ｙ≦１：ｘ＝０のとき
ｙ＞０）活性層、Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）ク
ラッド層、及び高不純物ドープＰ+型ＧａＮコンタクト
層を形成する工程と、該Ｐ+型ＧａＮコンタクト層表面
を選択的にドライエッチングして凹部を形成すると同時
にドライエッチングに晒されるＰ+型ＧａＮコンタクト
層凹部表面を改質する工程と、前記Ｐ+型ＧａＮコンタ
クト層表面全面にＰ型用電極を形成した後、該Ｐ型用電
極上の前記凹部上方にボンデイング用電極を形成する工
程とを含むことにより、上記目的を達成する。
体発光素子の製造方法は、導電性又は非導電性の基板上
に、少なくとも、Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）ク
ラッド層、ＩｎyＧａ1-yＮ（０≦ｙ≦１：ｘ＝０のとき
ｙ＞０）活性層、Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）ク
ラッド層、及び高不純物ドープＰ+型ＧａＮコンタクト
層を形成する工程と、該Ｐ+型ＧａＮコンタクト層表面
を選択的にドライエッチングして凹部を形成すると同時
にドライエッチングに晒されるＰ+型ＧａＮコンタクト
層凹部表面を改質する工程と、前記Ｐ+型ＧａＮコンタ
クト層表面全面にＰ型用電極を形成した後、該Ｐ型用電
極上の前記凹部上方にボンデイング用電極を形成する工
程とを含むことにより、上記目的を達成する。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明を具体的な実施例に基づい
て詳細に説明する。なお、本願明細書において、窒化ガ
リウム系化合物半導体とは、例えば、ＩｎxＡｌyＧａ
1-x-yＮ（０≦ｘ、０≦ｙ，ｘ＋ｙ≦１）も含むものと
する。ここで、半導体発光素子とは半導体レーザ及び発
光ダイオードを含むものとする。
て詳細に説明する。なお、本願明細書において、窒化ガ
リウム系化合物半導体とは、例えば、ＩｎxＡｌyＧａ
1-x-yＮ（０≦ｘ、０≦ｙ，ｘ＋ｙ≦１）も含むものと
する。ここで、半導体発光素子とは半導体レーザ及び発
光ダイオードを含むものとする。
【００１９】本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に
説明する。
説明する。
【００２０】（実施例１）図１は、本発明の一実施例に
よって作製された金属閉じ込めリッジ導波路型窒化ガリ
ウム系化合物半導体レーザの断面模式図を示す。
よって作製された金属閉じ込めリッジ導波路型窒化ガリ
ウム系化合物半導体レーザの断面模式図を示す。
【００２１】窒化ガリウム系化合物半導体レーザの作製
には有機金属化合物気相成長法（以下ＭＯＣＶＤ法）を
用い、基板としてＳａｐｐｈｉｒｅ基板、Ｖ族原料とし
てアンモニアＮＨ3、ＩＩＩ族原料としてトリメチルガ
リウム（ＴＭＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭ
Ａ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、Ｐ型不純物
としてビスシクロペンタデイエニルマグネシウム（Ｃｐ
2Ｍｇ）、Ｎ型不純物としてモノシラン（ＳｉＨ4）を用
い、キャリヤガスとしてＨ2またはＮ2を用いる。
には有機金属化合物気相成長法（以下ＭＯＣＶＤ法）を
用い、基板としてＳａｐｐｈｉｒｅ基板、Ｖ族原料とし
てアンモニアＮＨ3、ＩＩＩ族原料としてトリメチルガ
リウム（ＴＭＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭ
Ａ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、Ｐ型不純物
としてビスシクロペンタデイエニルマグネシウム（Ｃｐ
2Ｍｇ）、Ｎ型不純物としてモノシラン（ＳｉＨ4）を用
い、キャリヤガスとしてＨ2またはＮ2を用いる。
【００２２】図５の（１）から（５）に作製工程模式図
を示す。１回目の結晶成長を行うため、Ｓａｐｐｈｉｒ
ｅ基板１をＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上に導入し、基板
温度１２００℃程度まで昇温し、窒素又は水素雰囲気に
さらす。次に、Ｓａｐｐｈｉｒｅ基板１の基板温度を４
００〜６５０℃程度まで降温し、Ｓａｐｐｈｉｒｅ基板
１にＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎバッファ層２を２００〜１００
０Å成長する。次に、基板温度１０５０℃程度まで昇温
しｎ型ＧａＮ層３を０．５〜４μｍ程度成長し、次に、
ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４を０．１〜０．３μ
ｍ程度成長する。基板温度を８００〜８５０℃程度に降
温しノンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ活性層５を３０〜８
００Å成長する。次に、基板温度を１０５０℃程度まで
昇温ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層６を０．１
〜０．３μｍ程度成長し、ＭｇドープＧａＮコンタクト
層７を０．５〜１μｍ程度成長する（図５−（１））。
を示す。１回目の結晶成長を行うため、Ｓａｐｐｈｉｒ
ｅ基板１をＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上に導入し、基板
温度１２００℃程度まで昇温し、窒素又は水素雰囲気に
さらす。次に、Ｓａｐｐｈｉｒｅ基板１の基板温度を４
００〜６５０℃程度まで降温し、Ｓａｐｐｈｉｒｅ基板
１にＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎバッファ層２を２００〜１００
０Å成長する。次に、基板温度１０５０℃程度まで昇温
しｎ型ＧａＮ層３を０．５〜４μｍ程度成長し、次に、
ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４を０．１〜０．３μ
ｍ程度成長する。基板温度を８００〜８５０℃程度に降
温しノンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ活性層５を３０〜８
００Å成長する。次に、基板温度を１０５０℃程度まで
昇温ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層６を０．１
〜０．３μｍ程度成長し、ＭｇドープＧａＮコンタクト
層７を０．５〜１μｍ程度成長する（図５−（１））。
【００２３】一旦、ウェハを成長室から取り出し、Ｎ2
雰囲気、８００℃にて熱処理を行いＭｇドープ層をｐ型
層に変化させる。
雰囲気、８００℃にて熱処理を行いＭｇドープ層をｐ型
層に変化させる。
【００２４】次に、ｐ+型ＧａＮコンタクト層７の上に
レジストマスク１００を形成し、通常のフォトリソグラ
フィを用いてｐ+型ＧａＮコンタクト層７上のレジスト
マスク１００を例えばストライプ状に加工する（図５−
（２））。
レジストマスク１００を形成し、通常のフォトリソグラ
フィを用いてｐ+型ＧａＮコンタクト層７上のレジスト
マスク１００を例えばストライプ状に加工する（図５−
（２））。
【００２５】ここで、レジストマスク１００の形状はス
トライプ状に限定することはない。
トライプ状に限定することはない。
【００２６】このウェハをドライエッチング法によりＰ
型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層６の所望の位置までエッ
チングし（１２）、このエッチングによりｐ+型ＧａＮ
コンタクト層７とｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層６を
リッジ導波路状に形成する。Ｐ型層のエッチングにさら
された部分が高抵抗層となり、高抵抗層が形成される
（図５−（３））。
型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層６の所望の位置までエッ
チングし（１２）、このエッチングによりｐ+型ＧａＮ
コンタクト層７とｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層６を
リッジ導波路状に形成する。Ｐ型層のエッチングにさら
された部分が高抵抗層となり、高抵抗層が形成される
（図５−（３））。
【００２７】ここで、ドライエッチング後のＰ型層表面
はＣｌ，Ｏ混入やＭｇ不純物の抜け等が発生しＰ型層表
面の厚さ２００〜３００Åが高抵抗層になる。
はＣｌ，Ｏ混入やＭｇ不純物の抜け等が発生しＰ型層表
面の厚さ２００〜３００Åが高抵抗層になる。
【００２８】ここで、ドライエッチング法として、例え
ばＲＩＥ：反応性イオンエッチング、ＥＣＲ−ＲＩＢ
Ｅ：電子サイクロトロン共鳴を利用した反応性イオンビ
ームエッチング法を用いる。ガス種として例えばＣ
ｌ2，ＳｉＣｌ4，ＢＣｌ3等又はこれらにＡｒ，Ｈ2等を
添加したガスを用いる。
ばＲＩＥ：反応性イオンエッチング、ＥＣＲ−ＲＩＢ
Ｅ：電子サイクロトロン共鳴を利用した反応性イオンビ
ームエッチング法を用いる。ガス種として例えばＣ
ｌ2，ＳｉＣｌ4，ＢＣｌ3等又はこれらにＡｒ，Ｈ2等を
添加したガスを用いる。
【００２９】次に、このウェハをドライエッチングによ
りｎ型ＧａＮ層３表面が露出するまでエッチングし（１
３）、有機溶剤にてマスク１００を除去する（図５−
（４））。
りｎ型ＧａＮ層３表面が露出するまでエッチングし（１
３）、有機溶剤にてマスク１００を除去する（図５−
（４））。
【００３０】次に、ｐ+型ＧａＮコンタクト層７表面全
面及びｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層６に直接ｐ型用
電極８例えばＮｉ及びＡｕを形成、ｎ型ＧａＮ層３にｎ
型用電極９Ｔｉ及びＡｌを形成する。（図５−
（５））。
面及びｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層６に直接ｐ型用
電極８例えばＮｉ及びＡｕを形成、ｎ型ＧａＮ層３にｎ
型用電極９Ｔｉ及びＡｌを形成する。（図５−
（５））。
【００３１】ここで、図１及び図５の１０、１１を説明
する。ｐ型層６及び７において、ガス種例えばＣｌ2に
さらされている部分の表面１０は高抵抗層（抵抗率が約
１０８Ωｃｍ）となり、ガスにさらされていないマスク
部分の表面１１は本来のｐ+型ＧａＮコンタクト層７の
性質を有し低抵抗（抵抗率が約１〜２Ωｃｍ）のままで
ある。ｐ型用電極８と表面１０は非オーミック性を示
し、表面１１ではオーミック性をしめすことを図９に示
している。
する。ｐ型層６及び７において、ガス種例えばＣｌ2に
さらされている部分の表面１０は高抵抗層（抵抗率が約
１０８Ωｃｍ）となり、ガスにさらされていないマスク
部分の表面１１は本来のｐ+型ＧａＮコンタクト層７の
性質を有し低抵抗（抵抗率が約１〜２Ωｃｍ）のままで
ある。ｐ型用電極８と表面１０は非オーミック性を示
し、表面１１ではオーミック性をしめすことを図９に示
している。
【００３２】このことより従来のように絶縁体膜の形成
や再成長技術を用いることなく電流阻止構造が容易に作
製できる。
や再成長技術を用いることなく電流阻止構造が容易に作
製できる。
【００３３】この結果、しきい値電流の低減や発光パタ
ーンの制御が可能で、作製が容易な金属閉じ込めリッジ
導波路型窒化ガリウム系化合物半導体レーザ及びその製
法を提供することができる。
ーンの制御が可能で、作製が容易な金属閉じ込めリッジ
導波路型窒化ガリウム系化合物半導体レーザ及びその製
法を提供することができる。
【００３４】（実施例２）図２は、本発明の一実施例に
よって作製された金属閉じ込めリッジ導波路型窒化ガリ
ウム系化合物半導体レーザの断面模式図を示す。
よって作製された金属閉じ込めリッジ導波路型窒化ガリ
ウム系化合物半導体レーザの断面模式図を示す。
【００３５】窒化ガリウム系化合物半導体レーザの作製
には有機金属化合物気相成長法（以下ＭＯＣＶＤ法）を
用い、基板として導電性基板、Ｖ族原料としてアンモニ
アＮＨ3、ＩＩＩ族原料としてトリメチルガリウム（Ｔ
ＭＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチ
ルインジウム（ＴＭＩｎ）、Ｐ型不純物としてビスシク
ロペンタデイエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）、Ｎ型
不純物としてモノシラン（ＳｉＨ4）を用い、キャリヤ
ガスとしてＨ2またはＮ2を用いる。
には有機金属化合物気相成長法（以下ＭＯＣＶＤ法）を
用い、基板として導電性基板、Ｖ族原料としてアンモニ
アＮＨ3、ＩＩＩ族原料としてトリメチルガリウム（Ｔ
ＭＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチ
ルインジウム（ＴＭＩｎ）、Ｐ型不純物としてビスシク
ロペンタデイエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）、Ｎ型
不純物としてモノシラン（ＳｉＨ4）を用い、キャリヤ
ガスとしてＨ2またはＮ2を用いる。
【００３６】図６の（１）から（５）の作製工程模式図
を用いて説明する。１回目の結晶成長を行うため、Ｓｉ
Ｃ基板１をＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上に導入し、基板
温度１２００℃程度まで昇温し、窒素又は水素雰囲気に
さらす。次に、ＳｉＣ基板１の基板温度を１０５０℃程
度まで昇温しｎ型ＧａＮ層３を０．５〜４μｍ程度成長
し、次に、ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４を０．１
〜０．３μｍ程度成長する。基板温度を８００〜８５０
℃程度に降温しノンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ活性層５
を３０〜８００Å成長する。次に、基板温度を１０５０
℃程度まで昇温ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層
６を０．１〜０．３μｍ程度成長し、ＭｇドープＧａＮ
コンタクト層７を０．５〜１μｍ程度成長する（図６−
（１））。
を用いて説明する。１回目の結晶成長を行うため、Ｓｉ
Ｃ基板１をＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上に導入し、基板
温度１２００℃程度まで昇温し、窒素又は水素雰囲気に
さらす。次に、ＳｉＣ基板１の基板温度を１０５０℃程
度まで昇温しｎ型ＧａＮ層３を０．５〜４μｍ程度成長
し、次に、ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４を０．１
〜０．３μｍ程度成長する。基板温度を８００〜８５０
℃程度に降温しノンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ活性層５
を３０〜８００Å成長する。次に、基板温度を１０５０
℃程度まで昇温ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層
６を０．１〜０．３μｍ程度成長し、ＭｇドープＧａＮ
コンタクト層７を０．５〜１μｍ程度成長する（図６−
（１））。
【００３７】一旦、ウェハを成長室から取り出し、Ｎ2
雰囲気、８００℃にて熱処理を行いＭｇドープ層をｐ型
層に変化させる。
雰囲気、８００℃にて熱処理を行いＭｇドープ層をｐ型
層に変化させる。
【００３８】次に、ｐ+型ＧａＮコンタクト層７の上に
レジストマスク１００を形成し、通常のフォトリソグラ
フィを用いてｐ+型ＧａＮコンタクト層７上のレジスト
マスク１００を例えばストライプ状に加工する（図６−
（２））。
レジストマスク１００を形成し、通常のフォトリソグラ
フィを用いてｐ+型ＧａＮコンタクト層７上のレジスト
マスク１００を例えばストライプ状に加工する（図６−
（２））。
【００３９】レジストマスク１００を例えばストライプ
状に限定することはない。
状に限定することはない。
【００４０】このウェハをドライエッチング法によりｐ
型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層６の所望の位置までエッ
チングし（１２）、このエッチングによりｐ+型ＧａＮ
コンタクト層７とｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層６を
リッジ導波路状に形成する。Ｐ型層のエッチングにさら
された部分が高抵抗層となり、高抵抗層が形成される
（図６−（３））。
型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層６の所望の位置までエッ
チングし（１２）、このエッチングによりｐ+型ＧａＮ
コンタクト層７とｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層６を
リッジ導波路状に形成する。Ｐ型層のエッチングにさら
された部分が高抵抗層となり、高抵抗層が形成される
（図６−（３））。
【００４１】ここで、ドライエッチング後のＰ型層表面
はＣｌ，Ｏ混入やＭｇ不純物の抜け等が発生しＰ型層表
面の厚さ２００〜３００Åが高抵抗層になる。
はＣｌ，Ｏ混入やＭｇ不純物の抜け等が発生しＰ型層表
面の厚さ２００〜３００Åが高抵抗層になる。
【００４２】ここで、ドライエッチング法として、例え
ばＲＩＥ：反応性イオンエッチング、ＥＣＲ−ＲＩＢ
Ｅ：電子サイクロトロン共鳴を利用した反応性イオンビ
ームエッチング法を用いる。ガス種として例えばＣ
ｌ2，ＳｉＣｌ4，ＢＣｌ3等又はこれらにＡｒ，Ｈ2等を
添加したガスを用いる。
ばＲＩＥ：反応性イオンエッチング、ＥＣＲ−ＲＩＢ
Ｅ：電子サイクロトロン共鳴を利用した反応性イオンビ
ームエッチング法を用いる。ガス種として例えばＣ
ｌ2，ＳｉＣｌ4，ＢＣｌ3等又はこれらにＡｒ，Ｈ2等を
添加したガスを用いる。
【００４３】次に、ｐ+型ＧａＮコンタクト層７上のマ
スク１００を有機溶剤にて除去する（図６−（４））。
スク１００を有機溶剤にて除去する（図６−（４））。
【００４４】次に、ｐ+型ＧａＮコンタクト層７表面全
面及びｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層６に直接ｐ型用
電極８例えばＮｉ及びＡｕを形成、ＳｉＣ基板１にｎ型
用電極９を形成する。（図６−（５））。
面及びｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層６に直接ｐ型用
電極８例えばＮｉ及びＡｕを形成、ＳｉＣ基板１にｎ型
用電極９を形成する。（図６−（５））。
【００４５】ここで、図２及び図６の１０、１１を説明
する。ｐ型層６及び７において、ガス種例えばＣｌ2に
さらされている部分の表面１０は高抵抗層（抵抗率が約
１０８Ωｃｍ）となり、ガスにさらされていないマスク
部分下の表面１１は本来のｐ+型ＧａＮコンタクト層７
の性質を有し低抵抗（抵抗率が約１〜２Ωｃｍ）のまま
である。このため、ｐ型用電極８と表面１０は非オーミ
ック性を示し、表面１１とはオーミック性をしめすこと
を図９に示している。
する。ｐ型層６及び７において、ガス種例えばＣｌ2に
さらされている部分の表面１０は高抵抗層（抵抗率が約
１０８Ωｃｍ）となり、ガスにさらされていないマスク
部分下の表面１１は本来のｐ+型ＧａＮコンタクト層７
の性質を有し低抵抗（抵抗率が約１〜２Ωｃｍ）のまま
である。このため、ｐ型用電極８と表面１０は非オーミ
ック性を示し、表面１１とはオーミック性をしめすこと
を図９に示している。
【００４６】このことより従来のように絶縁体膜の形成
や再成長技術を用いることなく電流阻止構造が容易に作
製できる。
や再成長技術を用いることなく電流阻止構造が容易に作
製できる。
【００４７】この結果、しきい値電流の低減や発光パタ
ーンの制御が可能で、作製が容易な金属閉じ込めリッジ
導波路型窒化ガリウム系化合物半導体レーザを提供する
ことができる。
ーンの制御が可能で、作製が容易な金属閉じ込めリッジ
導波路型窒化ガリウム系化合物半導体レーザを提供する
ことができる。
【００４８】ここで、実施例１及び２においてｐ+型Ｇ
ａＮコンタクト層７及びｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド
層６はストライプ状に加工したが、例えば、素子端面近
傍のみを広く加工してもよくまたは幅が部分的に異なる
ストライプ状に加工してもよい。
ａＮコンタクト層７及びｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド
層６はストライプ状に加工したが、例えば、素子端面近
傍のみを広く加工してもよくまたは幅が部分的に異なる
ストライプ状に加工してもよい。
【００４９】（実施例３）図３は、本発明の一実施例に
よって作製された電流阻止型窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子の断面模式図を示す。
よって作製された電流阻止型窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子の断面模式図を示す。
【００５０】窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の作
製には有機金属化合物気相成長法（以下ＭＯＣＶＤ法）
を用い、基板としてＳａｐｐｈｉｒｅ基板、Ｖ族原料と
してアンモニアＮＨ3、ＩＩＩ族原料としてトリメチル
ガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭ
Ａ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、Ｐ型不純物
としてビスシクロペンタデイエニルマグネシウム（Ｃｐ
2Ｍｇ）、Ｎ型不純物としてモノシラン（ＳｉＨ4）を用
い、キャリヤガスとしてＨ2またはＮ2を用いる。
製には有機金属化合物気相成長法（以下ＭＯＣＶＤ法）
を用い、基板としてＳａｐｐｈｉｒｅ基板、Ｖ族原料と
してアンモニアＮＨ3、ＩＩＩ族原料としてトリメチル
ガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭ
Ａ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、Ｐ型不純物
としてビスシクロペンタデイエニルマグネシウム（Ｃｐ
2Ｍｇ）、Ｎ型不純物としてモノシラン（ＳｉＨ4）を用
い、キャリヤガスとしてＨ2またはＮ2を用いる。
【００５１】図７の（１）から（５）に作製工程模式図
を示す。１回目の結晶成長を行うため、Ｓａｐｐｈｉｒ
ｅ基板１をＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上に導入し、基板
温度１２００℃程度まで昇温し、窒素又は水素雰囲気に
さらす。次に、Ｓａｐｐｈｉｒｅ基板１の基板温度を４
００〜６５０℃程度まで降温し、Ｓａｐｐｈｉｒｅ基板
１にＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎバッファ層２を２００〜１００
０Å成長する。次に、基板温度１０５０℃程度まで昇温
しｎ型ＧａＮ層３を０．５〜４μｍ程度成長し、次に、
ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４を０．１〜０．３μ
ｍ程度成長する。基板温度を８００〜８５０℃程度に降
温しノンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ活性層５を３０〜８
００Å成長する。次に、基板温度を１０５０℃程度まで
昇温ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層６を０．１
〜０．３μｍ程度成長し、ＭｇドープＧａＮコンタクト
層７を０．５〜１μｍ程度成長する（図７−（１））。
を示す。１回目の結晶成長を行うため、Ｓａｐｐｈｉｒ
ｅ基板１をＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上に導入し、基板
温度１２００℃程度まで昇温し、窒素又は水素雰囲気に
さらす。次に、Ｓａｐｐｈｉｒｅ基板１の基板温度を４
００〜６５０℃程度まで降温し、Ｓａｐｐｈｉｒｅ基板
１にＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎバッファ層２を２００〜１００
０Å成長する。次に、基板温度１０５０℃程度まで昇温
しｎ型ＧａＮ層３を０．５〜４μｍ程度成長し、次に、
ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４を０．１〜０．３μ
ｍ程度成長する。基板温度を８００〜８５０℃程度に降
温しノンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ活性層５を３０〜８
００Å成長する。次に、基板温度を１０５０℃程度まで
昇温ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層６を０．１
〜０．３μｍ程度成長し、ＭｇドープＧａＮコンタクト
層７を０．５〜１μｍ程度成長する（図７−（１））。
【００５２】一旦、ウェハを成長室から取り出し、Ｎ2
雰囲気、８００℃にて熱処理を行いＭｇドープ層をｐ型
層に変化させる。
雰囲気、８００℃にて熱処理を行いＭｇドープ層をｐ型
層に変化させる。
【００５３】次に、ｐ+型ＧａＮコンタクト層７の上に
レジストマスク１００を形成し、通常のフォトリソグラ
フィを用いてｐ+型ＧａＮコンタクト層７の上のレジス
トマスク１００に例えば円形状の溝を開ける（図７−
（２））。
レジストマスク１００を形成し、通常のフォトリソグラ
フィを用いてｐ+型ＧａＮコンタクト層７の上のレジス
トマスク１００に例えば円形状の溝を開ける（図７−
（２））。
【００５４】ここで、レジストマスク１００の形状は特
に円形状の溝に限定する必要はない。
に円形状の溝に限定する必要はない。
【００５５】このウェハをドライエッチング法によりｐ
+型ＧａＮコンタクト層７の所望の位置までエッチング
し（１２）、このエッチングによりｐ+型ＧａＮコンタ
クト層７の所望の表面を高抵抗領域層１０を形成するこ
とができる（図７−（３））。
+型ＧａＮコンタクト層７の所望の位置までエッチング
し（１２）、このエッチングによりｐ+型ＧａＮコンタ
クト層７の所望の表面を高抵抗領域層１０を形成するこ
とができる（図７−（３））。
【００５６】ここで、ドライエッチング後のＰ型層表面
はＣｌ，Ｏ混入やＭｇ不純物の抜け等が発生しＰ型層表
面の厚さ２００〜３００Åが高抵抗層になる。
はＣｌ，Ｏ混入やＭｇ不純物の抜け等が発生しＰ型層表
面の厚さ２００〜３００Åが高抵抗層になる。
【００５７】ここで、ドライエッチング法として、例え
ばＲＩＥ：反応性イオンエッチング、ＥＣＲ−ＲＩＢ
Ｅ：電子サイクロトロン共鳴を利用した反応性イオンビ
ームエッチング法を用いる。ガス種として例えばＣ
ｌ2，ＳｉＣｌ4，ＢＣｌ3等又はこれらにＡｒ，Ｈ2等を
添加したガスを用いる。
ばＲＩＥ：反応性イオンエッチング、ＥＣＲ−ＲＩＢ
Ｅ：電子サイクロトロン共鳴を利用した反応性イオンビ
ームエッチング法を用いる。ガス種として例えばＣ
ｌ2，ＳｉＣｌ4，ＢＣｌ3等又はこれらにＡｒ，Ｈ2等を
添加したガスを用いる。
【００５８】次に、このウェハにレジストマスクを形成
し、ドライエッチングによりｎ型ＧａＮ層３表面が露出
するまでエッチングし（１３）、有機溶剤にてマスク１
００を除去する（図７−（４））。
し、ドライエッチングによりｎ型ＧａＮ層３表面が露出
するまでエッチングし（１３）、有機溶剤にてマスク１
００を除去する（図７−（４））。
【００５９】次に、ｐ+型ＧａＮコンタクト層７表面全
面に直接ｐ型用電極８Ｎｉ及びＡｕ、ボンデイング電極
１４例えばＡｕを形成、ｎ型ＧａＮ層３にｎ型用電極９
Ｔｉ及びＡｌを形成する（図７−（５））。
面に直接ｐ型用電極８Ｎｉ及びＡｕ、ボンデイング電極
１４例えばＡｕを形成、ｎ型ＧａＮ層３にｎ型用電極９
Ｔｉ及びＡｌを形成する（図７−（５））。
【００６０】ここで、図３及び図７の１０、１１を説明
する。ｐ型層６及び７において、ガス種例えばＣｌ2に
さらされている部分の表面１０は高抵抗層となり、ガス
にさらされていないマスク部分の表面１１は本来のｐ+
型ＧａＮコンタクト層７の性質を有し低抵抗のままであ
る。ｐ型用電極８と表面１０は非オーミック性を示し、
表面１１とはオーミック性をしめすことが図９に示して
いる。
する。ｐ型層６及び７において、ガス種例えばＣｌ2に
さらされている部分の表面１０は高抵抗層となり、ガス
にさらされていないマスク部分の表面１１は本来のｐ+
型ＧａＮコンタクト層７の性質を有し低抵抗のままであ
る。ｐ型用電極８と表面１０は非オーミック性を示し、
表面１１とはオーミック性をしめすことが図９に示して
いる。
【００６１】このことより従来のように絶縁体膜を用い
ることなく電流阻止構造を持つ半導体発光素子が容易に
作製できる。
ることなく電流阻止構造を持つ半導体発光素子が容易に
作製できる。
【００６２】この結果、ボンデイング電極１４部分から
の電流注入が阻止でき、外部発光効率に優れ、作製が容
易な電流阻止型窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を
提供することができる。
の電流注入が阻止でき、外部発光効率に優れ、作製が容
易な電流阻止型窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を
提供することができる。
【００６３】（実施例４）図４は、本発明の一実施例に
よって作製された電流阻止型窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子の断面模式図を示す。
よって作製された電流阻止型窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子の断面模式図を示す。
【００６４】窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の作
製には有機金属化合物気相成長法（以下ＭＯＣＶＤ法）
を用い、基板として導電性基板、Ｖ族原料としてアンモ
ニアＮＨ3、ＩＩＩ族原料としてトリメチルガリウム
（ＴＭＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリ
メチルインジウム（ＴＭＩｎ）、Ｐ型不純物としてビス
シクロペンタデイエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）、
Ｎ型不純物としてモノシラン（ＳｉＨ4）を用い、キャ
リヤガスとしてＨ2またはＮ2を用いる。
製には有機金属化合物気相成長法（以下ＭＯＣＶＤ法）
を用い、基板として導電性基板、Ｖ族原料としてアンモ
ニアＮＨ3、ＩＩＩ族原料としてトリメチルガリウム
（ＴＭＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリ
メチルインジウム（ＴＭＩｎ）、Ｐ型不純物としてビス
シクロペンタデイエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）、
Ｎ型不純物としてモノシラン（ＳｉＨ4）を用い、キャ
リヤガスとしてＨ2またはＮ2を用いる。
【００６５】図８の（１）から（４）に作製工程模式図
を示す。１回目の結晶成長を行うため、ＳｉＣ基板１を
ＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上に導入し、基板温度１２０
０℃程度まで昇温し、窒素又は水素雰囲気にさらす。次
に、ＳｉＣ基板１の基板温度を１０５０℃程度まで昇温
しｎ型ＧａＮ層３を０．５〜４μｍ程度成長し、次に、
ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４を０．１〜０．３μ
ｍ程度成長する。基板温度を８００〜８５０℃程度に降
温しノンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ活性層５を３０〜８
００Å成長する。次に、基板温度を１０５０℃程度まで
昇温ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層６を０．１
〜０．３μｍ程度成長し、ＭｇドープＧａＮコンタクト
層７を０．５〜１μｍ程度成長する（図８−（１））。
を示す。１回目の結晶成長を行うため、ＳｉＣ基板１を
ＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上に導入し、基板温度１２０
０℃程度まで昇温し、窒素又は水素雰囲気にさらす。次
に、ＳｉＣ基板１の基板温度を１０５０℃程度まで昇温
しｎ型ＧａＮ層３を０．５〜４μｍ程度成長し、次に、
ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４を０．１〜０．３μ
ｍ程度成長する。基板温度を８００〜８５０℃程度に降
温しノンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ活性層５を３０〜８
００Å成長する。次に、基板温度を１０５０℃程度まで
昇温ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層６を０．１
〜０．３μｍ程度成長し、ＭｇドープＧａＮコンタクト
層７を０．５〜１μｍ程度成長する（図８−（１））。
【００６６】一旦、ウェハを成長室から取り出し、Ｎ2
雰囲気、８００℃にて熱処理を行いＭｇドープ層をｐ型
層に変化させる。
雰囲気、８００℃にて熱処理を行いＭｇドープ層をｐ型
層に変化させる。
【００６７】次に、ｐ+型ＧａＮコンタクト層７の上に
レジストマスク１００を形成し、通常のフォトリソグラ
フィを用いてｐ+型ＧａＮコンタクト層７上のレジスト
マスク１００に例えば円形状の溝を開ける（図８−
（２））。
レジストマスク１００を形成し、通常のフォトリソグラ
フィを用いてｐ+型ＧａＮコンタクト層７上のレジスト
マスク１００に例えば円形状の溝を開ける（図８−
（２））。
【００６８】ここで、レジストマスク１００の形状は特
に円形状の溝に限定する必要はない。
に円形状の溝に限定する必要はない。
【００６９】このウェハをドライエッチング法によりｐ
+型ＧａＮコンタクト層７の所望の位置までエッチング
し（１２）、このエッチングによりｐ+型ＧａＮコンタ
クト層７の所望の表面を高抵抗領域層１０を形成するこ
とができる（図８−（３））。
+型ＧａＮコンタクト層７の所望の位置までエッチング
し（１２）、このエッチングによりｐ+型ＧａＮコンタ
クト層７の所望の表面を高抵抗領域層１０を形成するこ
とができる（図８−（３））。
【００７０】ここで、ドライエッチング後のＰ型層表面
はＣｌ，Ｏ混入やＭｇ不純物の抜け等が発生しＰ型層表
面の厚さ２００〜３００Åが高抵抗層になる。
はＣｌ，Ｏ混入やＭｇ不純物の抜け等が発生しＰ型層表
面の厚さ２００〜３００Åが高抵抗層になる。
【００７１】ここで、ドライエッチング法として、例え
ばＲＩＥ：反応性イオンエッチング、ＥＣＲ−ＲＩＢ
Ｅ：電子サイクロトロン共鳴を利用した反応性イオンビ
ームエッチング法を用いる。ガス種として例えばＣ
ｌ2，ＳｉＣｌ4，ＢＣｌ3等又はこれらにＡｒ，Ｈ2等を
添加したガスを用いる。
ばＲＩＥ：反応性イオンエッチング、ＥＣＲ−ＲＩＢ
Ｅ：電子サイクロトロン共鳴を利用した反応性イオンビ
ームエッチング法を用いる。ガス種として例えばＣ
ｌ2，ＳｉＣｌ4，ＢＣｌ3等又はこれらにＡｒ，Ｈ2等を
添加したガスを用いる。
【００７２】次に、Ｐ型コンタクト層７上のマスク１０
０を有機溶剤にて除去する。
０を有機溶剤にて除去する。
【００７３】次に、ｐ型ＧａＮコンタクト層７表面全面
に直接ｐ型用電極８例えばＮｉ及びＡｕ、ボンデイング
用電極１４例えばＡｕを形成、ＳｉＣ基板１にｎ型用電
極９を形成する（図８−（４））。
に直接ｐ型用電極８例えばＮｉ及びＡｕ、ボンデイング
用電極１４例えばＡｕを形成、ＳｉＣ基板１にｎ型用電
極９を形成する（図８−（４））。
【００７４】ここで、図４及び図８の１０、１１を説明
する。ｐ型ＧａＮコンタクト層７において、ガス種例え
ばＣｌ2にさらされている部分の表面１０は高抵抗層と
なり、ガスにさらされていないマスク部分下の表面１１
は本来のｐ+型ＧａＮコンタクト層７の性質を有し低抵
抗のままである。このため、ｐ型用電極８と表面１０は
非オーミック性を示し、表面１１とはオーミック性をし
めすことを図９に示している。
する。ｐ型ＧａＮコンタクト層７において、ガス種例え
ばＣｌ2にさらされている部分の表面１０は高抵抗層と
なり、ガスにさらされていないマスク部分下の表面１１
は本来のｐ+型ＧａＮコンタクト層７の性質を有し低抵
抗のままである。このため、ｐ型用電極８と表面１０は
非オーミック性を示し、表面１１とはオーミック性をし
めすことを図９に示している。
【００７５】このことより従来のように絶縁体膜を用い
ることなく電流阻止構造を持つ半導体発光素子が容易に
作製できる。
ることなく電流阻止構造を持つ半導体発光素子が容易に
作製できる。
【００７６】この結果、ボンデイング電極１４部分から
の電流注入が阻止でき、外部発光効率に優れ、作製が容
易な電流阻止型窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を
提供することができる。
の電流注入が阻止でき、外部発光効率に優れ、作製が容
易な電流阻止型窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を
提供することができる。
【００７７】
【発明の効果】本発明によれば、しきい値電流の低減や
発光パターンの制御が可能で、作製が容易な金属閉じ込
めリッジ導波路型窒化ガリウム系化合物半導体レーザを
提供することができる。
発光パターンの制御が可能で、作製が容易な金属閉じ込
めリッジ導波路型窒化ガリウム系化合物半導体レーザを
提供することができる。
【００７８】さらに、外部発光効率に優れ、作製が容易
な電流阻止型窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を提
供することができる。
な電流阻止型窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を提
供することができる。
【図１】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの
断面模式図である。
断面模式図である。
【図２】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの
断面模式図である。
断面模式図である。
【図３】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の断面模式図である。
の断面模式図である。
【図４】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の断面模式図である。
の断面模式図である。
【図５】実施例１を説明するための窒化ガリウム系化合
物半導体レーザの作製模式図である。
物半導体レーザの作製模式図である。
【図６】実施例２を説明するための窒化ガリウム系化合
物半導体レーザの作製模式図である。
物半導体レーザの作製模式図である。
【図７】実施例３を説明するための窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子の作製模式図である。
物半導体発光素子の作製模式図である。
【図８】実施例４を説明するための窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子の作製模式図である。
物半導体発光素子の作製模式図である。
【図９】Ｐ型ＧａＮと電極の電流と電圧特性図である。
【図１０】従来のＧａＮ系化合物半導体レーザの断面模
式図である。
式図である。
１ Ｓａｐｐｈｉｒｅ基板又はＳｉＣ基板 ２ ＡｌＧａＮバッファ層 ３ ｎ型ＧａＮ層 ４ ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層 ５ ノンドープＩｎＧａＮ活性層 ６ ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層 ７ ｐ＋型ＧａＮコンタクト層 ８ ｐ型用電極 ９ Ｎ型用電極 １０ 高抵抗領域層（エッチングにさらされている部
分） １１ 低抵抗領域層（エッチングにさらされていない部
分） １２ リッジ加工またはエッチングにより高抵抗領域層
形成 １３ ｎ型ＧａＮ層までエッチングする工程 １４ ボンデイング電極 １００ レジストマスク ３００ Ｎ型Ｉｎ0.05Ｇａ0.95Ｎ層 ４００ Ｎ型ＧａＮ層 ５００ ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層 ６００ Ｐ型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎ層 ７００ Ｐ型ＧａＮ層 ８００ 絶縁体膜
分） １１ 低抵抗領域層（エッチングにさらされていない部
分） １２ リッジ加工またはエッチングにより高抵抗領域層
形成 １３ ｎ型ＧａＮ層までエッチングする工程 １４ ボンデイング電極 １００ レジストマスク ３００ Ｎ型Ｉｎ0.05Ｇａ0.95Ｎ層 ４００ Ｎ型ＧａＮ層 ５００ ＩｎＧａＮＭＱＷ活性層 ６００ Ｐ型Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎ層 ７００ Ｐ型ＧａＮ層 ８００ 絶縁体膜
Claims (6)
- 【請求項１】 導電性又は非導電性の基板上に、少なく
ともＮ型窒化ガリウム系化合物半導体層とＰ型窒化ガリ
ウム系化合物半導体層とが順次積層された窒化ガリウム
系化合物半導体発光素子であって、 前記Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層表面が電流注入
領域と非電流注入領域とからなり、前記非電流注入領域
が非オーミック性であるかまたは前記電流注入領域より
も高抵抗であることを特徴とする窒化ガリウム系化合物
半導体発光素子。 - 【請求項２】 前記非電流注入領域は、ドライエッチン
グ法によって非オーミック性であるかまたは前記電流注
入領域より高抵抗となるように前記Ｐ型窒化ガリウム系
化合物半導体層表面を改質して形成されてなることを特
徴とする請求項１記載の窒化ガリウム系化合物半導体発
光素子。 - 【請求項３】 導電性又は非導電性の基板と、 該基板上に順次形成され、少なくとも、Ｎ型ＡｌＧａＮ
クラッド層、ＩｎＧａＮ活性層、Ｐ型ＡｌＧａＮクラッ
ド層、及び高不純物ドープＰ型ＧａＮコンタクト層とか
らなる積層と、 該積層のうち、前記Ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層及び高不
純物ドープＰ型ＧａＮコンタクト層とを選択的にドライ
エッチング加工して得たリッジと、 該リッジを含むドライエッチング加工表面全面に形成さ
れたＰ型電極と、を少なくとも具えて電流狭窄型金属閉
じ込めリッジ導波路発光素子をなすことを特徴とする請
求項１又は２に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子。 - 【請求項４】 導電性又は非導電性の基板と、 該基板上に順次形成され、少なくとも、Ｎ型ＡｌＧａＮ
クラッド層、ＩｎＧａＮ活性層、Ｐ型ＡｌＧａＮクラッ
ド層、高不純物ドープＰ型ＧａＮコンタクト層とからな
る積層と、 前記高不純物ドープＰ型ＧａＮコンタクト層表面を選択
的にドライエッチングして得た凹部と、 該凹部を含む高不純物ドープＰ型ＧａＮコンタクト層全
面に形成されたＰ型電極と、 該Ｐ型電極上の前記凹部上方に形成されたボンディング
電極と、を少なくとも備えて電流阻止型の発光素子をな
すことを特徴とする請求項１又は２に記載の窒化ガリウ
ム系化合物半導体発光素子。 - 【請求項５】 導電性又は非導電性の基板上に、少なく
とも、Ｎ型ＧａＮ層、Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜
１）クラッド層、ＩｎyＧａ1-yＮ（０≦ｙ≦１：ｘ＝０
のときｙ＞０）活性層、Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜
１）クラッド層、及び高不純物ドープＰ+型ＧａＮコン
タクト層を順次形成する工程と、 前記Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）クラッド層とＰ
+型ＧａＮコンタクト層とを選択的にドライエッチング
してリッジを形成すると同時に、ドライエッチングに晒
される前記Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）クラッド
層とＰ+型ＧａＮコンタクト層表面を改質する工程と、 該改質された表面を含む前記Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦
ｘ＜１）クラッド層及びＰ+型ＧａＮコンタクト層全面
にＰ型用電極を形成する工程と、を含んでなることを特
徴とする請求項２又は３に記載の窒化ガリウム系化合物
半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項６】 導電性又は非導電性の基板上に、少なく
とも、Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）クラッド層、
ＩｎyＧａ1-yＮ（０≦ｙ≦１：ｘ＝０のときｙ＞０）活
性層、Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）クラッド層、
及び高不純物ドープＰ+型ＧａＮコンタクト層を形成す
る工程と、 該Ｐ+型ＧａＮコンタクト層表面を選択的にドライエッ
チングして凹部を形成すると同時にドライエッチングに
晒されるＰ+型ＧａＮコンタクト層凹部表面を改質する
工程と、 前記Ｐ+型ＧａＮコンタクト層表面全面にＰ型用電極を
形成した後、該Ｐ型用電極上の前記凹部上方にボンデイ
ング用電極を形成する工程と、を含んでなることを特徴
とする請求項２又は４に記載の窒化ガリウム系化合物半
導体発光素子の製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10729097A JP3912845B2 (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光ダイオード及びその製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP10729097A JP3912845B2 (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光ダイオード及びその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10303502A true JPH10303502A (ja) | 1998-11-13 |
| JP3912845B2 JP3912845B2 (ja) | 2007-05-09 |
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| JP10729097A Expired - Fee Related JP3912845B2 (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光ダイオード及びその製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1094529A3 (en) * | 1999-09-24 | 2004-03-24 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device |
| JP2006245230A (ja) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子 |
| JP2007036297A (ja) * | 2006-11-08 | 2007-02-08 | Sharp Corp | 窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法 |
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| JP2008047641A (ja) * | 2006-08-11 | 2008-02-28 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子とその製造方法、光ディスク装置、および光伝送モジュール |
| JP2012054570A (ja) * | 2004-06-30 | 2012-03-15 | Cree Inc | 電流阻止構造を有する発光デバイスおよび電流阻止構造を有する発光デバイスを作製する方法 |
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-
1997
- 1997-04-24 JP JP10729097A patent/JP3912845B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| EP1772911A2 (en) | 1999-09-24 | 2007-04-11 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device |
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| US8541788B2 (en) | 2005-01-24 | 2013-09-24 | Cree, Inc. | LED with current confinement structure and surface roughening |
| US8772792B2 (en) | 2005-01-24 | 2014-07-08 | Cree, Inc. | LED with surface roughening |
| JP2006245230A (ja) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子 |
| JP2008047641A (ja) * | 2006-08-11 | 2008-02-28 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子とその製造方法、光ディスク装置、および光伝送モジュール |
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