JPH104235A - 窒化物半導体レーザ素子及びその製造方法 - Google Patents
窒化物半導体レーザ素子及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH104235A JPH104235A JP15537096A JP15537096A JPH104235A JP H104235 A JPH104235 A JP H104235A JP 15537096 A JP15537096 A JP 15537096A JP 15537096 A JP15537096 A JP 15537096A JP H104235 A JPH104235 A JP H104235A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- nitride semiconductor
- active layer
- type
- stripe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 新規な窒化物半導体よりなるレーザ素子とそ
の製造方法とを提供することにより、レーザ素子の閾値
電流を低下させて、連続発振を目指す。 【構成】 基板上部に、少なくともｎ型窒化物半導体層
と、ストライプ状の活性層と、ｐ型窒化物半導体層とを
順に有するダブルへテロ構造の窒化物半導体レーザ素子
において、前記活性層のストライプ両側面側には、活性
層の最上層よりもｎ型窒化物半導体側に近い範囲で、電
流阻止層がｎ型窒化物半導体層の上に形成され、さらに
ｐ型窒化物半導体層が活性層のストライプ両側面に接し
て形成されていることにより、ストライプの側面に接す
るｐ型クラッド層で横モードの光が制御されるため閾値
が低下する。
の製造方法とを提供することにより、レーザ素子の閾値
電流を低下させて、連続発振を目指す。 【構成】 基板上部に、少なくともｎ型窒化物半導体層
と、ストライプ状の活性層と、ｐ型窒化物半導体層とを
順に有するダブルへテロ構造の窒化物半導体レーザ素子
において、前記活性層のストライプ両側面側には、活性
層の最上層よりもｎ型窒化物半導体側に近い範囲で、電
流阻止層がｎ型窒化物半導体層の上に形成され、さらに
ｐ型窒化物半導体層が活性層のストライプ両側面に接し
て形成されていることにより、ストライプの側面に接す
るｐ型クラッド層で横モードの光が制御されるため閾値
が低下する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は窒化物半導体（Ｉｎ
XＡｌYＧａ1-X-YＮ、０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）よりな
るレーザ素子とその製造方法に関する。
XＡｌYＧａ1-X-YＮ、０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）よりな
るレーザ素子とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】紫外〜青色の領域に発光するレーザ素子
の材料として窒化物半導体が知られており、本出願人
は、最近この材料を用いてパルス電流において、室温で
の４１０ｎｍのレーザ発振を発表した（例えば、Jpn.J.
Appl.Phys. Vol35 (1996) pp.L74-76）。発表したレー
ザ素子はいわゆる電極ストライプ型のレーザ素子であ
り、活性層を含む窒化物半導体層のストライプ幅を数十
μｍにして、レーザ発振させたものである。しかしなが
ら、そのレーザ素子は、未だパルス発振でしかなく、し
かも閾値電流は１〜２Ａもある。連続発振させるために
は、さらに閾値電流を下げる必要がある。
の材料として窒化物半導体が知られており、本出願人
は、最近この材料を用いてパルス電流において、室温で
の４１０ｎｍのレーザ発振を発表した（例えば、Jpn.J.
Appl.Phys. Vol35 (1996) pp.L74-76）。発表したレー
ザ素子はいわゆる電極ストライプ型のレーザ素子であ
り、活性層を含む窒化物半導体層のストライプ幅を数十
μｍにして、レーザ発振させたものである。しかしなが
ら、そのレーザ素子は、未だパルス発振でしかなく、し
かも閾値電流は１〜２Ａもある。連続発振させるために
は、さらに閾値電流を下げる必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
とするところは、新規な窒化物半導体よりなるレーザ素
子とその製造方法とを提供することにより、レーザ素子
の閾値電流を低下させて、連続発振を目指すことにあ
る。
とするところは、新規な窒化物半導体よりなるレーザ素
子とその製造方法とを提供することにより、レーザ素子
の閾値電流を低下させて、連続発振を目指すことにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の窒化物半導体レ
ーザ素子は、基板上部に、少なくともｎ型窒化物半導体
層と、ストライプ状の活性層と、ｐ型窒化物半導体層と
を順に有するダブルへテロ構造の窒化物半導体レーザ素
子において、前記活性層のストライプ両側面側には、活
性層の最上層よりもｎ型窒化物半導体側に近い範囲で、
電流阻止層がｎ型窒化物半導体層の上に形成され、さら
にｐ型窒化物半導体層が活性層のストライプ両側面に接
して形成されていることを特徴とする。
ーザ素子は、基板上部に、少なくともｎ型窒化物半導体
層と、ストライプ状の活性層と、ｐ型窒化物半導体層と
を順に有するダブルへテロ構造の窒化物半導体レーザ素
子において、前記活性層のストライプ両側面側には、活
性層の最上層よりもｎ型窒化物半導体側に近い範囲で、
電流阻止層がｎ型窒化物半導体層の上に形成され、さら
にｐ型窒化物半導体層が活性層のストライプ両側面に接
して形成されていることを特徴とする。
【０００５】また本発明のレーザ素子の他の態様は、ｐ
型窒化物半導体層と活性層との間に、活性層のストライ
プと同一のストライプを有し、活性層よりもバンドギャ
ップが大きい第２のｐ型窒化物半導体層が形成されてい
ることを特徴とする。
型窒化物半導体層と活性層との間に、活性層のストライ
プと同一のストライプを有し、活性層よりもバンドギャ
ップが大きい第２のｐ型窒化物半導体層が形成されてい
ることを特徴とする。
【０００６】また、前記レーザ素子では、電流阻止層が
ｉ型の窒化物半導体よりなることが好ましい。さらに好
ましいのは、ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ組成において、Ａ
ｌ混晶比、即ち、Y値が０．４以上のｉ型窒化物半導体
である。
ｉ型の窒化物半導体よりなることが好ましい。さらに好
ましいのは、ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ組成において、Ａ
ｌ混晶比、即ち、Y値が０．４以上のｉ型窒化物半導体
である。
【０００７】また、本発明のレーザ素子の製造方法は、
基板上部に、少なくともｎ型窒化物半導体層と、活性層
とを順に成長させる第１の工程と、第１の工程後、活性
層をストライプ状にエッチングすると共に、ｎ型窒化物
半導体層の表面を露出させる第２の工程と、第２の工程
後、ｎ型窒化物半導体層の上に、電流阻止層を活性層の
最上層よりｎ型窒化物半導体層側に近い範囲で成長させ
る第３の工程と、第３の工程後、電流阻止層の上にｐ型
窒化物半導体層を活性層のストライプ側面に接するよう
に成長させる第４の工程を備えることを特徴とする。
基板上部に、少なくともｎ型窒化物半導体層と、活性層
とを順に成長させる第１の工程と、第１の工程後、活性
層をストライプ状にエッチングすると共に、ｎ型窒化物
半導体層の表面を露出させる第２の工程と、第２の工程
後、ｎ型窒化物半導体層の上に、電流阻止層を活性層の
最上層よりｎ型窒化物半導体層側に近い範囲で成長させ
る第３の工程と、第３の工程後、電流阻止層の上にｐ型
窒化物半導体層を活性層のストライプ側面に接するよう
に成長させる第４の工程を備えることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例に係るレ
ーザ素子の構造を示す模式的な断面図である。基本的な
構造としては基板１の上に、ｎ型コンタクト層２、ｎ型
クラッド層３、電流阻止層２０、活性層４、ｐ型クラッ
ド層５、ｐ型コンタクト層６とが積層された構造を有
し、活性層４はストライプ状の導波路領域を有する形状
にされている。なお、１０はｎ型コンタクト層２の表面
に形成され、活性層に対して左右対称に形成されたスト
ライプ状のｎ電極、１１はｐ型コンタクト層６表面に形
成され、活性層のストライプ位置に対応するように形成
されたストライプ状のｐ電極である。
ーザ素子の構造を示す模式的な断面図である。基本的な
構造としては基板１の上に、ｎ型コンタクト層２、ｎ型
クラッド層３、電流阻止層２０、活性層４、ｐ型クラッ
ド層５、ｐ型コンタクト層６とが積層された構造を有
し、活性層４はストライプ状の導波路領域を有する形状
にされている。なお、１０はｎ型コンタクト層２の表面
に形成され、活性層に対して左右対称に形成されたスト
ライプ状のｎ電極、１１はｐ型コンタクト層６表面に形
成され、活性層のストライプ位置に対応するように形成
されたストライプ状のｐ電極である。
【０００９】基板１にはＡ面、Ｃ面、Ｒ面等の面方位を
有するサファイア、この他スピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）１
１１面、ＳｉＣ、ＭｇＯ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＮ等の単
結晶よりなる公知の基板が用いられる。
有するサファイア、この他スピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）１
１１面、ＳｉＣ、ＭｇＯ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＮ等の単
結晶よりなる公知の基板が用いられる。
【００１０】ｎ型コンタクト層２は、ｎ電極１０が形成
されて電流が注入される層であり、ｎ型窒化物半導体Ｉ
ｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）で構
成することができ、特にＡｌYＧａ1-YＮ（０≦Y＜１）
が好ましい。ＧａＮとすると、キャリア濃度の高いｎ型
層が得られ、ｎ電極と特に好ましいオーミック接触が得
られる。ＡｌＧａＮは活性層との屈折率差が大きくでき
るので光閉じ込め層としてのクラッド層として作用させ
ることができる。つまり、コンタクト層をＡｌＧａＮと
すると、電流を注入する層としてだけでなく、活性層の
光を閉じ込める層として作用する。ＧａＮの場合、ｎ電
極とのオーミック特性については非常に優れているが、
活性層との屈折率差が小さいためにレーザ光がＧａＮ層
内で広がり、閾値の低下を阻害しやすい傾向にあるが、
ＡｌＧａＮとすることにより活性層の発光をコンタクト
層内で広がりにくくできるので、閾値が低下する。ｎ型
コンタクト層２の膜厚は０．１μｍ以上、５μｍ以下に
調整することが望ましい。０．１μｍよりも薄いと、電
極を同一面側に設ける場合に、精密なエッチングレート
の制御をせねばならないので不利である。５μｍよりも
厚いと、結晶中にクラックが入りやすくなる傾向にあ
る。なお、ｎ型の窒化物半導体は、ノンドープ（不純物
をドープしない状態）でも結晶内部にできる窒素空孔の
ためｎ型となる性質があるが、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ等のド
ナー不純物を結晶成長中にドープすることにより、キャ
リア濃度が高く、好ましいｎ型特性を示す窒化物半導体
が得られる。また、基板と窒化物半導体の格子不整合を
緩和するために、基板１と、ｎ型コンタクト層２との間
に、厚さ１０オングストローム〜０．１μｍ以下のＧａ
Ｎ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ等よりなるバッファ層を形成し
ても良い。なお、ｎ電極の材料としてはＡｌ、Ｔｉ、
Ｗ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ等の金属若しくは合金が好
ましいオーミックが得られる。
されて電流が注入される層であり、ｎ型窒化物半導体Ｉ
ｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）で構
成することができ、特にＡｌYＧａ1-YＮ（０≦Y＜１）
が好ましい。ＧａＮとすると、キャリア濃度の高いｎ型
層が得られ、ｎ電極と特に好ましいオーミック接触が得
られる。ＡｌＧａＮは活性層との屈折率差が大きくでき
るので光閉じ込め層としてのクラッド層として作用させ
ることができる。つまり、コンタクト層をＡｌＧａＮと
すると、電流を注入する層としてだけでなく、活性層の
光を閉じ込める層として作用する。ＧａＮの場合、ｎ電
極とのオーミック特性については非常に優れているが、
活性層との屈折率差が小さいためにレーザ光がＧａＮ層
内で広がり、閾値の低下を阻害しやすい傾向にあるが、
ＡｌＧａＮとすることにより活性層の発光をコンタクト
層内で広がりにくくできるので、閾値が低下する。ｎ型
コンタクト層２の膜厚は０．１μｍ以上、５μｍ以下に
調整することが望ましい。０．１μｍよりも薄いと、電
極を同一面側に設ける場合に、精密なエッチングレート
の制御をせねばならないので不利である。５μｍよりも
厚いと、結晶中にクラックが入りやすくなる傾向にあ
る。なお、ｎ型の窒化物半導体は、ノンドープ（不純物
をドープしない状態）でも結晶内部にできる窒素空孔の
ためｎ型となる性質があるが、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ等のド
ナー不純物を結晶成長中にドープすることにより、キャ
リア濃度が高く、好ましいｎ型特性を示す窒化物半導体
が得られる。また、基板と窒化物半導体の格子不整合を
緩和するために、基板１と、ｎ型コンタクト層２との間
に、厚さ１０オングストローム〜０．１μｍ以下のＧａ
Ｎ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ等よりなるバッファ層を形成し
ても良い。なお、ｎ電極の材料としてはＡｌ、Ｔｉ、
Ｗ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ等の金属若しくは合金が好
ましいオーミックが得られる。
【００１１】ｎ型クラッド層３は活性層の光閉じ込め層
として作用し、活性層よりもバンドギャップの大きい窒
化物半導体、好ましくはＡｌを含むｎ型の窒化物半導体
で構成する。さらに好ましくは二元混晶あるいは三元混
晶のＡｌY'Ｇａ1-Y'Ｎ（０＜Y'≦１）とすることによ
り、結晶性の良いものが得られ、また活性層との屈折率
差を大きくしてレーザ光の縦モードの閉じ込めに有効で
ある。この層は通常０．１μｍ〜１μｍの膜厚で成長さ
せることが望ましい。なおｎ型コンタクト層２をＡｌＧ
ａＮで構成した場合は、このｎ型クラッド層３を省略す
ることも可能である。
として作用し、活性層よりもバンドギャップの大きい窒
化物半導体、好ましくはＡｌを含むｎ型の窒化物半導体
で構成する。さらに好ましくは二元混晶あるいは三元混
晶のＡｌY'Ｇａ1-Y'Ｎ（０＜Y'≦１）とすることによ
り、結晶性の良いものが得られ、また活性層との屈折率
差を大きくしてレーザ光の縦モードの閉じ込めに有効で
ある。この層は通常０．１μｍ〜１μｍの膜厚で成長さ
せることが望ましい。なおｎ型コンタクト層２をＡｌＧ
ａＮで構成した場合は、このｎ型クラッド層３を省略す
ることも可能である。
【００１２】次の電流阻止層２０は本発明の最も特徴と
するところであり、活性層４のストライプ両側面側に
は、活性層４の最上層よりも、ｎ型窒化物半導体側に近
い範囲で、ｎ型窒化物半導体層の上に形成されている。
図１では前記ｎ型窒化物半導体がｎ型クラッド層３に相
当する。この電流阻止層２０はｎ層側で電流を狭窄し
て、活性層４に電流を集中させる作用を奏する。さらに
重要なことには、この電流阻止層２０が活性層４の最上
層よりもｎ型クラッド層３に近い範囲、つまり、電流阻
止層２０の最上層が、ｐ型クラッド層５と活性層４との
界面より、ｎ層側の位置にある範囲の膜厚で形成されて
いることである。このような膜厚で形成することによ
り、活性層よりもバンドギャップの大きいｐ型クラッド
層５が、活性層４のストライプ側面にまで回り込んで、
横モードの光閉じ込め層として作用する。従って、電流
阻止層２０の最上層は活性層４とｐ型クラッド層５との
界面よりもｎ層側にあること、つまり活性層の最上層を
よりも低い位置にある必要があり、好ましくは電流阻止
層２０の最上層が活性層の膜厚の半分以下の位置にあ
り、さらに好ましくは、図１に示すように、活性層２０
とｎ型クラッド層３との界面よりもｎ型層側にして、ス
トライプ状の活性層の側面が全てｐ型クラッド層４で埋
め込まれるようにすることが望ましい。
するところであり、活性層４のストライプ両側面側に
は、活性層４の最上層よりも、ｎ型窒化物半導体側に近
い範囲で、ｎ型窒化物半導体層の上に形成されている。
図１では前記ｎ型窒化物半導体がｎ型クラッド層３に相
当する。この電流阻止層２０はｎ層側で電流を狭窄し
て、活性層４に電流を集中させる作用を奏する。さらに
重要なことには、この電流阻止層２０が活性層４の最上
層よりもｎ型クラッド層３に近い範囲、つまり、電流阻
止層２０の最上層が、ｐ型クラッド層５と活性層４との
界面より、ｎ層側の位置にある範囲の膜厚で形成されて
いることである。このような膜厚で形成することによ
り、活性層よりもバンドギャップの大きいｐ型クラッド
層５が、活性層４のストライプ側面にまで回り込んで、
横モードの光閉じ込め層として作用する。従って、電流
阻止層２０の最上層は活性層４とｐ型クラッド層５との
界面よりもｎ層側にあること、つまり活性層の最上層を
よりも低い位置にある必要があり、好ましくは電流阻止
層２０の最上層が活性層の膜厚の半分以下の位置にあ
り、さらに好ましくは、図１に示すように、活性層２０
とｎ型クラッド層３との界面よりもｎ型層側にして、ス
トライプ状の活性層の側面が全てｐ型クラッド層４で埋
め込まれるようにすることが望ましい。
【００１３】電流阻止層２０は、その電流阻止層の上に
窒化物半導体を成長させることができ、しかも電流を阻
止するような構成とする必要がある。従って、電流阻止
層の材料としてはｉ（insulator）型の窒化物半導体で
形成することが最も望ましい。またこの他、電流阻止層
を逆のｎ-ｐ接合を有する窒化物半導体の多層膜として
も良い。電流阻止層をｉ型の窒化物半導体とする場合、
その窒化物半導体はＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ組成におい
て、Ａｌ混晶比、即ち、Y値が０．４以上、さらに望ま
しくは０．５以上とすることにより、ノンドープの状態
でもｉ型となりやすい。さらに好ましくは、ｐ型不純物
を成長中にドープするとより容易にｉ型となる傾向にあ
る。Ａｌ混晶比の高いｉ型の窒化物半導体を成長させる
場合、その膜厚は０．５μｍ以下、さらに好ましくは
０．１μｍ以下に調整する。なぜなら、０．５μｍより
も厚いと、結晶中にクラックが入りやすくなるからであ
る。
窒化物半導体を成長させることができ、しかも電流を阻
止するような構成とする必要がある。従って、電流阻止
層の材料としてはｉ（insulator）型の窒化物半導体で
形成することが最も望ましい。またこの他、電流阻止層
を逆のｎ-ｐ接合を有する窒化物半導体の多層膜として
も良い。電流阻止層をｉ型の窒化物半導体とする場合、
その窒化物半導体はＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ組成におい
て、Ａｌ混晶比、即ち、Y値が０．４以上、さらに望ま
しくは０．５以上とすることにより、ノンドープの状態
でもｉ型となりやすい。さらに好ましくは、ｐ型不純物
を成長中にドープするとより容易にｉ型となる傾向にあ
る。Ａｌ混晶比の高いｉ型の窒化物半導体を成長させる
場合、その膜厚は０．５μｍ以下、さらに好ましくは
０．１μｍ以下に調整する。なぜなら、０．５μｍより
も厚いと、結晶中にクラックが入りやすくなるからであ
る。
【００１４】活性層４は、少なくとも井戸層がＩｎを含
む窒化物半導体を含む多重量子井戸構造とする。多重量
子井戸構造とは、井戸層と障壁層とを積層したものであ
り、本発明の場合、井戸層がＩｎを含む窒化物半導体で
構成されていれば、障壁層は井戸層よりもバンドギャッ
プが大きければ特にＩｎを含む必要はない。好ましく
は、ＩｎXＧａ1-XＮ（０＜X≦１）よりなる井戸層と、
ＩｎX'Ｇａ1-X'Ｎ（０≦X'＜１、X'＜X）よりなる障壁
層とを積層した構造とする。三元混晶のＩｎＧａＮは四
元混晶のものに比べて結晶性が良い物が得られるので、
発光出力が向上する。また障壁層は井戸層よりもバンド
ギャップエネルギーを大きくして、井戸＋障壁＋井戸＋
・・・＋障壁＋井戸層（その逆でもよい。）となるよう
に積層して多重量子井戸構造を構成する。このように活
性層をＩｎＧａＮを積層したＭＱＷとすると、量子準位
間発光で約３６５ｎｍ〜６６０ｎｍ間での高出力なＬＤ
を実現することができる。特に好ましい態様として、両
方の層をＩｎＧａＮとすると、ＩｎＧａＮは、ＧａＮ、
ＡｌＧａＮ結晶に比べて結晶が柔らかい。そのため第１
のｐ型層であるＡｌＧａＮの厚さを厚くできるのでレー
ザ発振が実現できる。
む窒化物半導体を含む多重量子井戸構造とする。多重量
子井戸構造とは、井戸層と障壁層とを積層したものであ
り、本発明の場合、井戸層がＩｎを含む窒化物半導体で
構成されていれば、障壁層は井戸層よりもバンドギャッ
プが大きければ特にＩｎを含む必要はない。好ましく
は、ＩｎXＧａ1-XＮ（０＜X≦１）よりなる井戸層と、
ＩｎX'Ｇａ1-X'Ｎ（０≦X'＜１、X'＜X）よりなる障壁
層とを積層した構造とする。三元混晶のＩｎＧａＮは四
元混晶のものに比べて結晶性が良い物が得られるので、
発光出力が向上する。また障壁層は井戸層よりもバンド
ギャップエネルギーを大きくして、井戸＋障壁＋井戸＋
・・・＋障壁＋井戸層（その逆でもよい。）となるよう
に積層して多重量子井戸構造を構成する。このように活
性層をＩｎＧａＮを積層したＭＱＷとすると、量子準位
間発光で約３６５ｎｍ〜６６０ｎｍ間での高出力なＬＤ
を実現することができる。特に好ましい態様として、両
方の層をＩｎＧａＮとすると、ＩｎＧａＮは、ＧａＮ、
ＡｌＧａＮ結晶に比べて結晶が柔らかい。そのため第１
のｐ型層であるＡｌＧａＮの厚さを厚くできるのでレー
ザ発振が実現できる。
【００１５】また井戸、障壁層をＩｎＧａＮとすると次
のような効果もある。ＧａＮとＩｎＧａＮとでは結晶の
成長温度が異なる。例えばＭＯＶＰＥ法ではＩｎＧａＮ
は６００℃〜８００℃で成長させるのに対して、ＧａＮ
は８００℃より高い温度で成長させる。従って、ＩｎＧ
ａＮよりなる井戸層を成長させた後、ＧａＮよりなる障
壁層を成長させようとすれば、成長温度を上げてやる必
要がある。成長温度を上げると、先に成長させたＩｎＧ
ａＮ井戸層が分解してしまうので結晶性の良い井戸層を
得ることは難しい。さらに井戸層の膜厚は数十オングス
トロームしかなく、薄膜の井戸層が分解するとＭＱＷを
作製するのが困難となる。それに対し、障壁層をＩｎＧ
ａＮとすると、井戸層と障壁層が同一温度で成長でき
る。従って、先に形成した井戸層が分解することがない
ので結晶性の良いＭＱＷを形成することができる。これ
はＭＱＷの最も好ましい態様を示したものである。
のような効果もある。ＧａＮとＩｎＧａＮとでは結晶の
成長温度が異なる。例えばＭＯＶＰＥ法ではＩｎＧａＮ
は６００℃〜８００℃で成長させるのに対して、ＧａＮ
は８００℃より高い温度で成長させる。従って、ＩｎＧ
ａＮよりなる井戸層を成長させた後、ＧａＮよりなる障
壁層を成長させようとすれば、成長温度を上げてやる必
要がある。成長温度を上げると、先に成長させたＩｎＧ
ａＮ井戸層が分解してしまうので結晶性の良い井戸層を
得ることは難しい。さらに井戸層の膜厚は数十オングス
トロームしかなく、薄膜の井戸層が分解するとＭＱＷを
作製するのが困難となる。それに対し、障壁層をＩｎＧ
ａＮとすると、井戸層と障壁層が同一温度で成長でき
る。従って、先に形成した井戸層が分解することがない
ので結晶性の良いＭＱＷを形成することができる。これ
はＭＱＷの最も好ましい態様を示したものである。
【００１６】活性層４の膜厚は１００オングストローム
以上、好ましくは５００オングストローム以上、さらに
好ましくは７００オングストローム以上の膜厚を有する
ことが望ましい。ＭＱＷよりなるの活性層を厚く成長さ
せることにより、活性層の最外層近辺が光ガイド層とし
て作用する。活性層の膜厚の上限は特に限定するもので
はないが、通常は０．５μｍ以下に調整することが望ま
しい。
以上、好ましくは５００オングストローム以上、さらに
好ましくは７００オングストローム以上の膜厚を有する
ことが望ましい。ＭＱＷよりなるの活性層を厚く成長さ
せることにより、活性層の最外層近辺が光ガイド層とし
て作用する。活性層の膜厚の上限は特に限定するもので
はないが、通常は０．５μｍ以下に調整することが望ま
しい。
【００１７】さらに井戸層の膜厚は７０オングストロー
ム以下、さらに望ましくは５０オングストローム以下に
調整することが好ましい。また障壁層の厚さも１５０オ
ングストローム以下、さらに望ましくは１００オングス
トローム以下の厚さに調整することが望ましい。井戸層
が７０オングストロームよりも厚いか、または障壁層が
１５０オングストロームよりも厚いと、レーザ素子の出
力が低下する傾向にある。
ム以下、さらに望ましくは５０オングストローム以下に
調整することが好ましい。また障壁層の厚さも１５０オ
ングストローム以下、さらに望ましくは１００オングス
トローム以下の厚さに調整することが望ましい。井戸層
が７０オングストロームよりも厚いか、または障壁層が
１５０オングストロームよりも厚いと、レーザ素子の出
力が低下する傾向にある。
【００１８】ｐ型クラッド層５は、電流阻止層２０表面
と、ストライプ状の活性層４の表面とに形成され、しか
も活性層４のストライプ側面に接している。このように
ｐ型クラッド層が構成されることにより、活性層４の縦
モード及び横モードの光閉じ込め層として作用して、屈
折率導波型のレーザ素子が実現されることにより、閾値
電流を低下させることができる。これは本発明のレーザ
素子における電流阻止層と、ｐ型クラッド層特有の効果
である。このｐ型クラッド層は活性層よりもバンドギャ
ップの大きい窒化物半導体、好ましくはＡｌを含むｐ型
の窒化物半導体で構成する。さらに好ましくは二元混晶
あるいは三元混晶のＡｌY'Ｇａ1-Y'Ｎ（０＜Y'≦１）と
することにより、結晶性の良いものが得られ、また活性
層との屈折率差を大きくしてレーザ光の光閉じ込めに有
効であり、通常０．１μｍ〜１μｍの膜厚で成長させる
ことが望ましい。なお、ｐ型の窒化物半導体は、Ｍｇ、
Ｚｎ、Ｃｄ、Ｂｅ等のII族元素よりなるアクセプター不
純物を結晶成長中にドープすることによって得られる
が、結晶成長後不活性ガス中で４００℃以上でアニール
することにより、さらに低抵抗な好ましいｐ型が得られ
る。
と、ストライプ状の活性層４の表面とに形成され、しか
も活性層４のストライプ側面に接している。このように
ｐ型クラッド層が構成されることにより、活性層４の縦
モード及び横モードの光閉じ込め層として作用して、屈
折率導波型のレーザ素子が実現されることにより、閾値
電流を低下させることができる。これは本発明のレーザ
素子における電流阻止層と、ｐ型クラッド層特有の効果
である。このｐ型クラッド層は活性層よりもバンドギャ
ップの大きい窒化物半導体、好ましくはＡｌを含むｐ型
の窒化物半導体で構成する。さらに好ましくは二元混晶
あるいは三元混晶のＡｌY'Ｇａ1-Y'Ｎ（０＜Y'≦１）と
することにより、結晶性の良いものが得られ、また活性
層との屈折率差を大きくしてレーザ光の光閉じ込めに有
効であり、通常０．１μｍ〜１μｍの膜厚で成長させる
ことが望ましい。なお、ｐ型の窒化物半導体は、Ｍｇ、
Ｚｎ、Ｃｄ、Ｂｅ等のII族元素よりなるアクセプター不
純物を結晶成長中にドープすることによって得られる
が、結晶成長後不活性ガス中で４００℃以上でアニール
することにより、さらに低抵抗な好ましいｐ型が得られ
る。
【００１９】ｐ型コンタクト層６はｐ型ＩｎXＡｌYＧａ
1-X-YＮ（０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）で構成することが
でき、特に、Ｍｇをドープしたｐ型ＧａＮとすると、キ
ャリア濃度の高いｐ型層が得られて、ｐ電極１１と良好
なオーミック接触が得られ、しきい値電流を低下させる
ことができる。ｐ電極の材料としてはＮｉ、Ｐｄ、Ｉ
ｒ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｕ等の比較的仕事関数の高い
金属又は合金がオーミックが得られやすい。なお、本発
明において示すＩｎXＧａ1-XＮ、ＡｌYＧａ1-YＮ等は、
単に一般式を示しているに過ぎず、異なる層が同一の一
般式で示されていても、それらの値X、Y値が同一の値を
示すものでは決してない。
1-X-YＮ（０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）で構成することが
でき、特に、Ｍｇをドープしたｐ型ＧａＮとすると、キ
ャリア濃度の高いｐ型層が得られて、ｐ電極１１と良好
なオーミック接触が得られ、しきい値電流を低下させる
ことができる。ｐ電極の材料としてはＮｉ、Ｐｄ、Ｉ
ｒ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｕ等の比較的仕事関数の高い
金属又は合金がオーミックが得られやすい。なお、本発
明において示すＩｎXＧａ1-XＮ、ＡｌYＧａ1-YＮ等は、
単に一般式を示しているに過ぎず、異なる層が同一の一
般式で示されていても、それらの値X、Y値が同一の値を
示すものでは決してない。
【００２０】
【実施例】以下、本発明のレーザ素子を得る方法を図面
を参照しながら説明する。図２〜図５及び図７〜図８は
本発明の実施例に係るレーザ素子を有するウェーハの主
要部の構造を示す模式的な断面図であり、同時に本発明
のレーザ素子の製造方法を説明するため一工程において
得られる図を示している。またこれらの図は全て活性層
のストライプに対して垂直な方向で素子を切断した際の
構造を示すものである。本発明のレーザ素子は単に基本
的な構造を示すものであって、この構造に限定されるも
のではない。例えば、必要に応じてバッファ層、クラッ
ド層等、他の窒化物半導体よりなる層を適宜挿入しても
良い。
を参照しながら説明する。図２〜図５及び図７〜図８は
本発明の実施例に係るレーザ素子を有するウェーハの主
要部の構造を示す模式的な断面図であり、同時に本発明
のレーザ素子の製造方法を説明するため一工程において
得られる図を示している。またこれらの図は全て活性層
のストライプに対して垂直な方向で素子を切断した際の
構造を示すものである。本発明のレーザ素子は単に基本
的な構造を示すものであって、この構造に限定されるも
のではない。例えば、必要に応じてバッファ層、クラッ
ド層等、他の窒化物半導体よりなる層を適宜挿入しても
良い。
【００２１】［実施例１］ （第１の工程）サファイアのＡ面を主面とする基板１を
用意し、この基板１をＭＯＶＰＥ装置の反応容器内に設
置した後、原料ガスにＴＭＧ（トリメチルガリウム）
と、アンモニアを用い、温度５００℃でサファイア基板
１の表面にＧａＮよりなるバッファ層（図示せず）を２
００オングストロームの膜厚で成長させる。
用意し、この基板１をＭＯＶＰＥ装置の反応容器内に設
置した後、原料ガスにＴＭＧ（トリメチルガリウム）
と、アンモニアを用い、温度５００℃でサファイア基板
１の表面にＧａＮよりなるバッファ層（図示せず）を２
００オングストロームの膜厚で成長させる。
【００２２】続いて温度を１０５０℃に上げ、原料ガス
にＴＭＧ、アンモニア、ドナー不純物としてＳｉＨ
4（シラン）ガスを用いて、ＳｉドープＧａＮよりなる
ｎ型コンタクト層２を４μｍの膜厚で成長させる。
にＴＭＧ、アンモニア、ドナー不純物としてＳｉＨ
4（シラン）ガスを用いて、ＳｉドープＧａＮよりなる
ｎ型コンタクト層２を４μｍの膜厚で成長させる。
【００２３】次に、温度を７５０℃にして、原料ガスに
ＴＭＧ、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、アンモニ
ア、不純物ガスにシランガスを用い、ＳｉドープＩｎ0.
1Ｇａ0.9Ｎよりなるクラック防止層（図示せず。）を５
００オングストロームの膜厚で成長させる。クラック防
止層はＩｎを含むｎ型の窒化物半導体、好ましくはＩｎ
ＧａＮで成長させることにより、次に成長させるＡｌを
含む窒化物半導体よりなるｎ型クラッド層３にクラック
が入らないようにして厚膜で成長させることが可能とな
り、非常に好ましい。クラック防止層は１００オングス
トローム以上、０．５μｍ以下の膜厚で成長させること
が好ましい。１００オングストロームよりも薄いと前記
のようにクラック防止として作用しにくく、０．５μｍ
よりも厚いと、結晶自体が黒変する傾向にある。なお、
このクラック防止層は成長方法、成長装置によっては省
略することもできるので、特に図示していないがＬＤを
作成する場合には成長させる方が望ましい。
ＴＭＧ、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、アンモニ
ア、不純物ガスにシランガスを用い、ＳｉドープＩｎ0.
1Ｇａ0.9Ｎよりなるクラック防止層（図示せず。）を５
００オングストロームの膜厚で成長させる。クラック防
止層はＩｎを含むｎ型の窒化物半導体、好ましくはＩｎ
ＧａＮで成長させることにより、次に成長させるＡｌを
含む窒化物半導体よりなるｎ型クラッド層３にクラック
が入らないようにして厚膜で成長させることが可能とな
り、非常に好ましい。クラック防止層は１００オングス
トローム以上、０．５μｍ以下の膜厚で成長させること
が好ましい。１００オングストロームよりも薄いと前記
のようにクラック防止として作用しにくく、０．５μｍ
よりも厚いと、結晶自体が黒変する傾向にある。なお、
このクラック防止層は成長方法、成長装置によっては省
略することもできるので、特に図示していないがＬＤを
作成する場合には成長させる方が望ましい。
【００２４】次に、原料ガスにＴＭＧ、ＴＭＡ（トリメ
チルアルミニウム）、アンモニア、不純物ガスにシラン
ガスを用いて、Ｓｉドープｎ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎよりな
るｎ型クラッド層３を０．５μｍの膜厚で成長させる。
チルアルミニウム）、アンモニア、不純物ガスにシラン
ガスを用いて、Ｓｉドープｎ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎよりな
るｎ型クラッド層３を０．５μｍの膜厚で成長させる。
【００２５】次に原料ガスにＴＭＧ、ＴＭＩ、アンモニ
アを用いて活性層４を成長させる。活性層４は温度を７
５０℃に保持して、まずノンドープＩｎ0.2Ｇａ0.8Ｎよ
りなる井戸層を２５オングストロームの膜厚で成長させ
る。次にＴＭＩのモル比を変化させるのみで同一温度
で、ノンドープＩｎ0.01Ｇａ0.95Ｎよりなる障壁層を５
０オングストロームの膜厚で成長させる。この操作を９
回繰り返し、最後に井戸層を成長させ総膜厚７００オン
グストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層４を成
長させる。この活性層４は膜厚を５００オングストロー
ム以上に調整しているため、最外層付近にある井戸層、
障壁層が光ガイド層として作用する。
アを用いて活性層４を成長させる。活性層４は温度を７
５０℃に保持して、まずノンドープＩｎ0.2Ｇａ0.8Ｎよ
りなる井戸層を２５オングストロームの膜厚で成長させ
る。次にＴＭＩのモル比を変化させるのみで同一温度
で、ノンドープＩｎ0.01Ｇａ0.95Ｎよりなる障壁層を５
０オングストロームの膜厚で成長させる。この操作を９
回繰り返し、最後に井戸層を成長させ総膜厚７００オン
グストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層４を成
長させる。この活性層４は膜厚を５００オングストロー
ム以上に調整しているため、最外層付近にある井戸層、
障壁層が光ガイド層として作用する。
【００２６】（第２の工程）活性層４成長後、ウェーハ
を反応容器から取り出し、活性層４の表面に５μｍのス
トライプ幅を有するＳｉＯ2よりなる第１の保護膜３１
をフォトリソグラフィー技術を用いて形成する。図２
が、第１の保護膜３１を形成したウェーハの主要部の構
造を示す模式的な断面図である。
を反応容器から取り出し、活性層４の表面に５μｍのス
トライプ幅を有するＳｉＯ2よりなる第１の保護膜３１
をフォトリソグラフィー技術を用いて形成する。図２
が、第１の保護膜３１を形成したウェーハの主要部の構
造を示す模式的な断面図である。
【００２７】次に第１の保護膜３１を形成したウェーハ
をＲＩＥ（反応性イオンエッチング装置）に移送し、第
１の保護膜が形成されていない部分の選択エッチングを
行う。エッチング深さは、ｎ型クラッド層３を０．１μ
ｍエッチングした深さに調整する。図３はエッチング終
了後のウェーハ主要部の構造を示す断面図であり、この
図に示すように、このエッチングより活性層に５μｍの
ストライプ幅を有する導波路領域が作製されると共に、
次に電流阻止層が成長されるｎ型クラッド層３の表面が
露出される。
をＲＩＥ（反応性イオンエッチング装置）に移送し、第
１の保護膜が形成されていない部分の選択エッチングを
行う。エッチング深さは、ｎ型クラッド層３を０．１μ
ｍエッチングした深さに調整する。図３はエッチング終
了後のウェーハ主要部の構造を示す断面図であり、この
図に示すように、このエッチングより活性層に５μｍの
ストライプ幅を有する導波路領域が作製されると共に、
次に電流阻止層が成長されるｎ型クラッド層３の表面が
露出される。
【００２８】（第３の工程）エッチング終了後、ウェー
ハを再度反応容器内に移送し、エッチングにより露出さ
せたｎ型クラッド層３の表面に電流阻止層２０を成長さ
せる。温度を１０５０℃にして、ＴＭＧ、ＴＭＡ、アン
モニア、不純物ガスにＤＥＺ（ジエチルジンク）を用い
Ｚｎドープｉ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ｎよりなる電流阻止層２
０を５００オングストロームの膜厚で成長させる。電流
阻止層２０成長後のウェーハの主要部の構造を示す断面
図が図４である。
ハを再度反応容器内に移送し、エッチングにより露出さ
せたｎ型クラッド層３の表面に電流阻止層２０を成長さ
せる。温度を１０５０℃にして、ＴＭＧ、ＴＭＡ、アン
モニア、不純物ガスにＤＥＺ（ジエチルジンク）を用い
Ｚｎドープｉ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ｎよりなる電流阻止層２
０を５００オングストロームの膜厚で成長させる。電流
阻止層２０成長後のウェーハの主要部の構造を示す断面
図が図４である。
【００２９】ここで、電流阻止層を活性層の高さよりも
厚く成長させた場合と、本発明のように薄く成長させた
場合の作用を比較する。図５および図６は活性層４のス
トライプ周辺を拡大して示す模式断面図であり、図５は
本発明のように薄く成長させた場合、図６は比較のため
に厚く成長させた場合を示す図である。まず図６に示す
ように、電流阻止層２０’を活性層４の高さを超える膜
厚で成長させると、成長後に２０Ａ’に示すように、活
性層のストライプ付近の電流阻止層２０’表面に凸部が
発生しやすい傾向にある。これはＳｉＯ2のような窒化
物半導体が成長しない性質を有する保護膜を活性層の上
に形成して選択成長を行うためである。つまり、保護膜
の側面には窒化物半導体が成長しないために、電流阻止
層２０’が不均一に成長してしまう。従って、このよう
な凹凸のある電流阻止層２０’の上にｐ型クラッド層を
成長させると、凹凸部により電流が不均一に流れ、レー
ザ素子のリーク、ショート等が発生しやすい傾向にあ
る。一方、図５に示すように、活性層の高さを超えない
範囲であると電流阻止層２０が均一に成長できるのでそ
のような問題が発生することもない。
厚く成長させた場合と、本発明のように薄く成長させた
場合の作用を比較する。図５および図６は活性層４のス
トライプ周辺を拡大して示す模式断面図であり、図５は
本発明のように薄く成長させた場合、図６は比較のため
に厚く成長させた場合を示す図である。まず図６に示す
ように、電流阻止層２０’を活性層４の高さを超える膜
厚で成長させると、成長後に２０Ａ’に示すように、活
性層のストライプ付近の電流阻止層２０’表面に凸部が
発生しやすい傾向にある。これはＳｉＯ2のような窒化
物半導体が成長しない性質を有する保護膜を活性層の上
に形成して選択成長を行うためである。つまり、保護膜
の側面には窒化物半導体が成長しないために、電流阻止
層２０’が不均一に成長してしまう。従って、このよう
な凹凸のある電流阻止層２０’の上にｐ型クラッド層を
成長させると、凹凸部により電流が不均一に流れ、レー
ザ素子のリーク、ショート等が発生しやすい傾向にあ
る。一方、図５に示すように、活性層の高さを超えない
範囲であると電流阻止層２０が均一に成長できるのでそ
のような問題が発生することもない。
【００３０】（第４の工程）電流阻止層２０成長後、ウ
ェーハを反応容器から取り出し、第１の保護膜３１を除
去する。その後、再びウェーハを反応容器内に移送し、
電流阻止層２０及び活性層４の上にｐ型クラッド層５を
成長させる。温度を１０５０℃にしてＴＭＧ、ＴＭＡ、
アンモニア、アクセプター不純物源としてＣｐ2Ｍｇ
（シクロペンタジエニルマグネシウム）を用い、Ｍｇド
ープＡｌ0.3Ｇａ0.7Ｎよりなるｐ型クラッド層５を０．
５μｍの膜厚で成長させる。このｐ型クラッド層５は、
活性層４のストライプ側面にも原料ガスの回り込みによ
り成長されて、横モードの光閉じ込め層として有効に作
用する。
ェーハを反応容器から取り出し、第１の保護膜３１を除
去する。その後、再びウェーハを反応容器内に移送し、
電流阻止層２０及び活性層４の上にｐ型クラッド層５を
成長させる。温度を１０５０℃にしてＴＭＧ、ＴＭＡ、
アンモニア、アクセプター不純物源としてＣｐ2Ｍｇ
（シクロペンタジエニルマグネシウム）を用い、Ｍｇド
ープＡｌ0.3Ｇａ0.7Ｎよりなるｐ型クラッド層５を０．
５μｍの膜厚で成長させる。このｐ型クラッド層５は、
活性層４のストライプ側面にも原料ガスの回り込みによ
り成長されて、横モードの光閉じ込め層として有効に作
用する。
【００３１】続いて、ＴＭＧ、アンモニア、Ｃｐ2Ｍｇ
を用い、Ｍｇドープｐ型ＧａＮよりなるｐ型コンタクト
層６を０．５μｍの膜厚で成長させる。ｐ型コンタクト
層６成長後のウェーハの主要部の構造を示す断面図が図
７である。
を用い、Ｍｇドープｐ型ＧａＮよりなるｐ型コンタクト
層６を０．５μｍの膜厚で成長させる。ｐ型コンタクト
層６成長後のウェーハの主要部の構造を示す断面図が図
７である。
【００３２】以上のようにして窒化物半導体を積層した
ウェーハを反応容器から取り出し、図８に示すように、
最上層のｐ型コンタクト層の上にＳｉＯ2よりなる第２
の保護膜３２を形成し、同じくＲＩＥにて、保護膜を形
成していない部分の窒化物半導体をエッチングし、ｎ電
極１０を形成すべきｎ型コンタクト層２の表面を露出さ
せる。図８はエッチング終了後のウェーハの主要部の構
造を示す断面図である。
ウェーハを反応容器から取り出し、図８に示すように、
最上層のｐ型コンタクト層の上にＳｉＯ2よりなる第２
の保護膜３２を形成し、同じくＲＩＥにて、保護膜を形
成していない部分の窒化物半導体をエッチングし、ｎ電
極１０を形成すべきｎ型コンタクト層２の表面を露出さ
せる。図８はエッチング終了後のウェーハの主要部の構
造を示す断面図である。
【００３３】後は常法に従い、ｎ型コンタクト層２の表
面にＴｉ／Ａｕよりなるストライプ状のｎ電極１０と、
ｐ型コンタクト層６の表面にストライプ状のＮｉ／Ａｕ
よりなるｐ電極１１とを形成する。その後、ウェーハを
劈開して、ストライプ状の電極に垂直な面に共振面を作
製して、その共振面に誘電体多層膜を設けた後、チップ
状に分離して本発明のレーザ素子を得る。このレーザ素
子をパルス発振させたところ、従来の電極ストライプ型
のレーザ素子に比較して、発振閾値の閾値電流で１／５
以下、順方向電圧で１／４以下に低下し、単一モードの
発振であった。
面にＴｉ／Ａｕよりなるストライプ状のｎ電極１０と、
ｐ型コンタクト層６の表面にストライプ状のＮｉ／Ａｕ
よりなるｐ電極１１とを形成する。その後、ウェーハを
劈開して、ストライプ状の電極に垂直な面に共振面を作
製して、その共振面に誘電体多層膜を設けた後、チップ
状に分離して本発明のレーザ素子を得る。このレーザ素
子をパルス発振させたところ、従来の電極ストライプ型
のレーザ素子に比較して、発振閾値の閾値電流で１／５
以下、順方向電圧で１／４以下に低下し、単一モードの
発振であった。
【００３４】［実施例２］図９は本発明のレーザ素子に
係る他の構造を示す模式的な断面図である。このレーザ
素子が図１のレーザ素子と異なる点は、活性層４の上に
活性層４と同一ストライプを有し、活性層よりもバンド
ギャップが大きい第２のｐ型窒化物半導体層５２を形成
しているところにある。
係る他の構造を示す模式的な断面図である。このレーザ
素子が図１のレーザ素子と異なる点は、活性層４の上に
活性層４と同一ストライプを有し、活性層よりもバンド
ギャップが大きい第２のｐ型窒化物半導体層５２を形成
しているところにある。
【００３５】この第２のｐ型窒化物半導体層５２もＡｌ
を含む窒化物半導体、好ましくはＡｌYＧａ1-YＮ（０＜
Y＜１）で形成することが望ましく、膜厚は５０オング
ストローム〜１μｍの膜厚で成長させることが望まし
い。この第２のｐ型窒化物半導体のバンドギャップは活
性層よりも大きければ良く、さらに好ましくは、ｐ型ク
ラッド層５のバンドギャップを大きくすることにより、
縦方向の光閉じ込め層として有効に作用する。このよう
に活性層よりもバンドギャップの大きい第２のｐ型窒化
物半導体層５２を成長させることにより、縦方向のｐ型
層の厚さが厚くなり実質的な光閉じ込めの効率が良くな
る。
を含む窒化物半導体、好ましくはＡｌYＧａ1-YＮ（０＜
Y＜１）で形成することが望ましく、膜厚は５０オング
ストローム〜１μｍの膜厚で成長させることが望まし
い。この第２のｐ型窒化物半導体のバンドギャップは活
性層よりも大きければ良く、さらに好ましくは、ｐ型ク
ラッド層５のバンドギャップを大きくすることにより、
縦方向の光閉じ込め層として有効に作用する。このよう
に活性層よりもバンドギャップの大きい第２のｐ型窒化
物半導体層５２を成長させることにより、縦方向のｐ型
層の厚さが厚くなり実質的な光閉じ込めの効率が良くな
る。
【００３６】第２のｐ型窒化物半導体層の成長は至って
簡単であり、実施例１の第１の工程において、活性層４
を成長させた後、温度を１０５０℃にして、ＴＭＧ、Ｔ
ＭＡ、アンモニア、Ｃｐ2Ｍｇを用いて、Ａｌ0.4Ｇａ0.
6Ｎよりなる層を１００オングストローム成長させる。
次に、実施例１と同様にして、第２のｐ型窒化物半導体
層５２及び活性層４をストライプ状にエッチングして、
ｎ型クラッド層３を露出させる。後は実施例１と同様に
して、図９に示すレーザ素子を得たところ、実施例１と
ほぼ同等の特性を示した。
簡単であり、実施例１の第１の工程において、活性層４
を成長させた後、温度を１０５０℃にして、ＴＭＧ、Ｔ
ＭＡ、アンモニア、Ｃｐ2Ｍｇを用いて、Ａｌ0.4Ｇａ0.
6Ｎよりなる層を１００オングストローム成長させる。
次に、実施例１と同様にして、第２のｐ型窒化物半導体
層５２及び活性層４をストライプ状にエッチングして、
ｎ型クラッド層３を露出させる。後は実施例１と同様に
して、図９に示すレーザ素子を得たところ、実施例１と
ほぼ同等の特性を示した。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザ素
子ではｎ層側に膜厚の薄い電流阻止層を設けることによ
り、活性層のストライプ側面にｐ型クラッド層が接して
いるために、横モードのレーザが制御されて、発振閾値
を低下させることができる。しかも、図５に示すように
電流阻止層が活性層の高さを超えないために、その電流
阻止層の上に成長させる窒化物半導体層が均一な膜厚で
成長できるため、素子自体の信頼性も格段に向上する。
子ではｎ層側に膜厚の薄い電流阻止層を設けることによ
り、活性層のストライプ側面にｐ型クラッド層が接して
いるために、横モードのレーザが制御されて、発振閾値
を低下させることができる。しかも、図５に示すように
電流阻止層が活性層の高さを超えないために、その電流
阻止層の上に成長させる窒化物半導体層が均一な膜厚で
成長できるため、素子自体の信頼性も格段に向上する。
【図１】 本発明の一実施例に係るレーザ素子の構造を
示す模式断面図。
示す模式断面図。
【図２】 本発明の製造方法の一工程において得られる
ウェーハの主要部の構造を示す模式断面図。
ウェーハの主要部の構造を示す模式断面図。
【図３】 本発明の製造方法の一工程において得られる
ウェーハの主要部の構造を示す模式断面図。
ウェーハの主要部の構造を示す模式断面図。
【図４】 本発明の製造方法の一工程において得られる
ウェーハの主要部の構造を示す模式断面図。
ウェーハの主要部の構造を示す模式断面図。
【図５】 図４の活性層のストライプ周辺を拡大して示
す部分断面図。
す部分断面図。
【図６】 他の製造方法による活性層のストライプ周辺
を図５と比較して示す部分模式断面図。
を図５と比較して示す部分模式断面図。
【図７】 本発明の製造方法の一工程において得られる
ウェーハの主要部の構造を示す模式断面図。
ウェーハの主要部の構造を示す模式断面図。
【図８】 本発明の製造方法の一工程において得られる
ウェーハの主要部の構造を示す模式断面図。
ウェーハの主要部の構造を示す模式断面図。
【図９】 本発明の他の実施例に係るレーザ素子の構造
を示す模式断面図。
を示す模式断面図。
１・・・・基板 ２・・・・ｎ型コンタクト層 ３・・・・ｎ型クラッド層 ４・・・・活性層 ５・・・・ｐ型クラッド層 ６・・・・ｐ型コンタクト層 ２０・・・・電流阻止層
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上部に、少なくともｎ型窒化物半導
体層と、ストライプ状の活性層と、ｐ型窒化物半導体層
とを順に有するダブルへテロ構造の窒化物半導体レーザ
素子において、前記活性層のストライプ両側面側には、
活性層の最上層よりもｎ型窒化物半導体側に近い範囲
で、電流阻止層がｎ型窒化物半導体層の上に形成され、
さらにｐ型窒化物半導体層が活性層のストライプ両側面
に接して形成されていることを特徴とする窒化物半導体
レーザ素子。 - 【請求項２】 前記ｐ型窒化物半導体層と活性層との間
に、活性層のストライプと同一のストライプを有し、活
性層よりもバンドギャップが大きい第２のｐ型窒化物半
導体層が形成されていることを特徴とする請求項１に記
載の窒化物半導体レーザ素子。 - 【請求項３】 前記電流阻止層がｉ型の窒化物半導体よ
りなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
の窒化物半導体レーザ素子。 - 【請求項４】 基板上部に、少なくともｎ型窒化物半導
体層と、活性層とを順に成長させる第１の工程と、第１
の工程後、活性層をストライプ状にエッチングすると共
に、ｎ型窒化物半導体層の表面を露出させる第２の工程
と、第２の工程後、ｎ型窒化物半導体層の上に、電流阻
止層を活性層の最上層よりｎ型窒化物半導体層側に近い
範囲で成長させる第３の工程と、第３の工程後、電流阻
止層の上にｐ型窒化物半導体層を活性層のストライプ側
面に接するように成長させる第４の工程を備えることを
特徴とする窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15537096A JP3218595B2 (ja) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | 窒化物半導体レーザ素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15537096A JP3218595B2 (ja) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | 窒化物半導体レーザ素子及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH104235A true JPH104235A (ja) | 1998-01-06 |
| JP3218595B2 JP3218595B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=15604453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15537096A Expired - Fee Related JP3218595B2 (ja) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | 窒化物半導体レーザ素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3218595B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60136631A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-20 | Nhk Spring Co Ltd | Ｆｒｐ板ばね装置 |
| CN1075983C (zh) * | 1996-04-25 | 2001-12-12 | 三星电子株式会社 | 从喷墨打印机中排除被卡住的纸张的方法及设备 |
| WO2010108767A1 (de) * | 2009-03-27 | 2010-09-30 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterlaservorrichtung |
| JP2012089895A (ja) * | 1999-09-29 | 2012-05-10 | Xerox Corp | インデックスガイド型埋め込みヘテロ構造窒化物レーザダイオード構造 |
-
1996
- 1996-06-17 JP JP15537096A patent/JP3218595B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60136631A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-20 | Nhk Spring Co Ltd | Ｆｒｐ板ばね装置 |
| JPH0378500B2 (ja) * | 1983-12-26 | 1991-12-13 | Nhk Spring Co Ltd | |
| CN1075983C (zh) * | 1996-04-25 | 2001-12-12 | 三星电子株式会社 | 从喷墨打印机中排除被卡住的纸张的方法及设备 |
| JP2012089895A (ja) * | 1999-09-29 | 2012-05-10 | Xerox Corp | インデックスガイド型埋め込みヘテロ構造窒化物レーザダイオード構造 |
| WO2010108767A1 (de) * | 2009-03-27 | 2010-09-30 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterlaservorrichtung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3218595B2 (ja) | 2001-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3786114B2 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
| JP2002223042A (ja) | 窒化物半導体素子 | |
| JP2002374043A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体素子 | |
| JPH1012969A (ja) | 窒化物半導体レーザ素子 | |
| JP3446660B2 (ja) | 窒化物半導体発光素子 | |
| JP4291960B2 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
| JP3651260B2 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
| JP3282175B2 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
| JP3431389B2 (ja) | 窒化物半導体レーザ素子 | |
| JP2000196201A (ja) | 窒化物半導体レ―ザ素子 | |
| JP3366188B2 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
| JP3336599B2 (ja) | 窒化物半導体レーザ素子 | |
| JP3218595B2 (ja) | 窒化物半導体レーザ素子及びその製造方法 | |
| JP3264163B2 (ja) | 窒化物半導体レーザ素子 | |
| JPH11219909A (ja) | 窒化物半導体の成長方法 | |
| JP2003115641A (ja) | 窒化物半導体レーザ素子 | |
| JPH09283854A (ja) | 窒化物半導体レーザ素子 | |
| JPH10326943A (ja) | 窒化物半導体素子 | |
| JP3772651B2 (ja) | 窒化物半導体レーザ素子 | |
| JP3379619B2 (ja) | 窒化物半導体レーザ素子 | |
| JPH09307193A (ja) | 窒化物半導体レーザ素子及びその製造方法 | |
| JP2005101536A (ja) | 窒化物半導体レーザ素子 | |
| JPH09199798A (ja) | 窒化物半導体レーザ素子 | |
| JP3307218B2 (ja) | 窒化物半導体レーザ素子の製造方法 | |
| JP3562455B2 (ja) | 窒化物半導体レーザ素子の形成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070810 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080810 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |