WO2002054549A1 - Element lumineux semi-conducteur, son procede de production, dispositif semi-conducteur et son procede de production - Google Patents

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Takeharu Asano
Yasuhiko Suzuki
Motonobu Takeya
Katsuyoshi Shibuya
Takashi Mizuno
Tsuyoshi Tojo
Shiro Uchida
Masao Ikeda
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Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor light emitting device, a method of manufacturing the same, and a semiconductor device and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a semiconductor laser, a light emitting diode or an electron transit device using a nitride III-V compound semiconductor. It is suitable to be applied to. Background art
  • the former semiconductor laser is made of a nitride semiconductor containing In and Ga, has an active layer of a quantum well structure having first and second surfaces, and is in contact with the first surface of the active layer.
  • I n x G a 1 --x n (0 ⁇ x ⁇ 1) comprises a n-type nitride semiconductor layer made of, in contact with the second surface of the active layer a 1 y G a x _ y n (0 ⁇ y ⁇ l) (the latter semiconductor laser is composed of a nitride semiconductor containing In and Ga, and has an active layer having first and second surfaces). Between the active layer and the p-type contact layer of P-type GaN provided on the second surface side of the active layer.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a nitride III-V compound semiconductor having a sufficiently low initial deterioration rate, a long life, an extremely small change in operating current with time, and an extremely small uneven emission.
  • An object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device used and a method for manufacturing a semiconductor light emitting device that can easily manufacture such a semiconductor light emitting device.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a semiconductor device using a nitride-based III-V compound semiconductor having a long life and extremely little aging, and to easily provide such a semiconductor device.
  • An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can be manufactured.
  • Another problem to be solved by the present invention is that the crystallinity of the optical waveguide layer can be improved, so that the lifetime is long, and in particular, in the case of a semiconductor laser, the symmetry of the light intensity distribution in the far-field pattern is high, and the radiation angle is high.
  • Light beam divergence angle A semiconductor light emitting device using a nitride III-V compound semiconductor capable of reducing an aspect ratio of the semiconductor light emitting device and a semiconductor capable of easily manufacturing such a semiconductor light emitting device.
  • An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a light emitting device.
  • Another problem to be solved by the present invention is to provide a semiconductor device using a nitride-based III-V compound semiconductor having a long life and good characteristics, and to easily provide such a semiconductor device.
  • An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device which can be manufactured. Disclosure of the invention
  • the present inventor has conducted intensive studies in order to solve the above problems.
  • the outline of this is as follows.
  • a P-type optical waveguide layer or a P-type optical waveguide layer is generally formed on an active layer made of InGaN or the like at a high growth temperature of about 100,000.
  • the active shear layer is used to prevent deterioration due to desorption of In from the active layer and to prevent an over-flow of electrons injected into the active layer.
  • a cap layer made of p-type A 1 GaN with a thickness of about 20 nm having a high A 1 composition of about 0.2 is grown at the same temperature as the active layer. To grow the p-type optical waveguide layer and the P-type cladding layer.
  • the active layer is not degraded due to the elimination of In, the difference in lattice constant between the cap layer and the active layer is considerably large. Large stress is generated in the active layer, which causes deterioration of the active layer.
  • Mg is generally used as a p-type dopant for the p-type layer. However, the diffusion of Mg in the p-type layer into the active layer also causes deterioration of the active layer.
  • a nitride III-V compound semiconductor layer containing In and Ga such as InGaN
  • the flow rate of the In material was kept the same, and the nitride containing In such as In GaN
  • the In content can be well controlled at the growth temperature.
  • the thickness of the cap layer can be reduced, and in the most notable case, the separation of In from the active layer. If only the purpose is to prevent the occurrence of a problem, it is not necessary to provide a cap layer.
  • the present invention has been devised as a result of further studies based on the above studies by the present inventors.
  • the first invention of the present invention is: An active layer made of a first nitride III-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • An intermediate layer made of a second nitride-based II I-V compound semiconductor containing In and Ga different from the first nitride-based I I I-V compound semiconductor in contact with the active layer;
  • the second invention of this invention is:
  • An active layer made of a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • An intermediate layer in contact with the active layer comprising a second nitride-based I II-V compound semiconductor containing In and Ga different from the first nitride-based I I I-V compound semiconductor;
  • the third invention of this invention is:
  • An active layer comprising a first nitride-based I I I_V compound semiconductor containing In and Ga;
  • An intermediate layer in contact with the active layer comprising a second nitride-based I II-V compound semiconductor containing In and Ga different from the first nitride-based I I I-V compound semiconductor;
  • the intermediate layer is grown while increasing the growth temperature.
  • the fourth invention of this invention is:
  • An active layer composed of a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • An intermediate layer in contact with the active layer being made of a second nitride-based III_V compound semiconductor containing In and Ga different from the first nitride-based III_V compound semiconductor;
  • a method for manufacturing a semiconductor light emitting device comprising: a p-type layer made of a fifth nitride III-V compound semiconductor containing Ga used as an optical waveguide layer or a cladding layer, in contact with an intermediate layer.
  • the intermediate layer is grown while increasing the growth temperature.
  • a semiconductor device characterized by the above-mentioned.
  • the sixth invention of the present invention A layer made of a first nitride III-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • a second nitride III-V group containing In and Ga different from the first nitride III-V compound semiconductor in contact with the first nitride III-V compound semiconductor layer An intermediate layer made of a compound semiconductor;
  • a semiconductor device characterized by the above-mentioned.
  • a layer comprising a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • a second nitride III-V group containing In and Ga different from the first nitride III-V compound semiconductor in contact with the first nitride III-V compound semiconductor layer An intermediate layer made of a compound semiconductor;
  • a method for manufacturing a semiconductor device comprising: a third nitride-based II I-V group compound semiconductor containing A1 and Ga in contact with an intermediate layer;
  • the intermediate layer is grown while increasing the growth temperature.
  • a layer comprising a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • a second nitride III-V group containing In and Ga different from the first nitride III-V compound semiconductor in contact with the first nitride III-V compound semiconductor layer An intermediate layer made of a compound semiconductor; A method of manufacturing a semiconductor device having a P-type layer made of a fifth nitride III-V compound semiconductor containing Ga in contact with an intermediate layer,
  • the intermediate layer is grown while increasing the growth temperature.
  • the first nitride III-V compound semiconductor and the second nitride III-V compound semiconductor containing In and Ga are group III elements other than In and Ga, for example, It may include A 1 and B, and may include As and P as Group V elements.
  • the third nitride III-V compound semiconductor containing A 1 and G a may contain a group III element other than A 1 and G a, for example, In or B. Elements such as As and P may be included.
  • the fourth nitride III-V compound semiconductor containing Ga and the fifth nitride III-V compound semiconductor include group III elements other than Ga, such as In and A1, It may contain B, etc., and may contain As, P, etc. as Group V elements.
  • the second nitride III-V compound semiconductor composing the intermediate layer is typically In x GaN (where 0 ⁇ ⁇ 1).
  • the intermediate layer is typically undoped and usually n-type.
  • Third nitride-based III one V group compound semiconductor constituting the cap layer is typically a A l y G a, _ y N ( However, 0 ⁇ y ⁇ l).
  • the thickness of the cap layer is preferably 2 nm or more.
  • the thickness of the cap layer is preferably set to 10 nm or less. I do.
  • a p-type layer made of a fourth nitride III-V compound semiconductor containing Ga in contact with the cap layer, and the fourth nitride III-V group constituting the p-type layer may be provided.
  • Compound semiconductor The field is, for example, G a N or In z G az N (where 0 ⁇ ⁇ 1).
  • An active layer composed of the first nitride III-V compound semiconductor or a layer composed of the first nitride III-V compound semiconductor is typically a multi-quantum quantum well composed of an well layer and a barrier layer. It has a well structure, and the In composition of the intermediate layer is the same as or smaller than the In composition of the barrier layer.
  • the distribution of the In composition may be various, the active layer composed of the first nitride III-V compound semiconductor is formed by growing the intermediate layer while gradually increasing the growth temperature. Alternatively, it is possible to obtain an intermediate layer in which the In composition gradually decreases as the distance from the first nitride III-V compound semiconductor layer increases.
  • the In contained in the middle layer is less than 5 ⁇ 10 19 cm ⁇ 3 .
  • the thickness of the intermediate layer is determined in consideration of the selection of its composition so that the intermediate layer can effectively obtain the effect of preventing the active layer or the first nitride III-V compound semiconductor layer from being deteriorated. However, it is generally selected to be 8 nm or more, preferably 10 nm or more.
  • the p-type layer comprising a fourth nitride-based III -V compound semiconductor typically contain I n 1 X 1 0 17 c m- 3 or 5 X 1 0 19 c m- 3 below You.
  • nitride III-V compound semiconductor layer Various substrates can be used for growing the nitride III-V compound semiconductor layer. Specifically, a sapphire substrate, a SiC substrate, a Si substrate, a GaAs substrate, and a Ga In addition to a P substrate, an InP substrate, a spinel substrate, a silicon oxide substrate, etc., a substrate composed of a nitride III-V compound semiconductor layer such as a thick GaN layer may be used.
  • Methods for growing nitride III-V compound semiconductors include, for example, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), hydride vapor phase epitaxy growth, or halide vapor phase epitaxy growth (HVP E).
  • MOCVD metal organic chemical vapor deposition
  • HVP E halide vapor phase epitaxy growth
  • the semiconductor device is, for example, a light emitting element such as a semiconductor laser or a light emitting diode, or an electron transit element such as an FET or a heterojunction bipolar transistor.
  • the ninth invention of the present invention is
  • An active layer composed of a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • An optical waveguide layer made of a sixth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the active layer;
  • the tenth invention of the present invention is:
  • An active layer composed of a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • An intermediate layer in contact with the active layer comprising a second nitride-based I II-V compound semiconductor containing In and Ga different from the first nitride-based I I I-V compound semiconductor;
  • An optical waveguide layer made of a sixth nitride-based I I I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the intermediate layer;
  • a P-type cladding layer made of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A 1 and Ga
  • the eleventh invention of the present invention is:
  • An active layer composed of a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • a first optical waveguide layer made of an eighth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the active layer;
  • a second optical waveguide layer made of a ninth nitride-based I I I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the cap layer;
  • a p-type cladding made of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the second optical waveguide layer With layers
  • the twelfth invention of this invention is:
  • An active layer composed of a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • An intermediate layer in contact with the active layer being made of a second nitride-based II I-V compound semiconductor containing In and Ga different from the first nitride-based I I I-V compound semiconductor;
  • a first optical waveguide layer made of an eighth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the intermediate layer;
  • a cap layer made of a third nitride III-V compound semiconductor containing A 1 and Ga, which is in contact with the first optical waveguide layer;
  • a second optical waveguide layer made of a ninth nitride III-V compound semiconductor containing Ga and in contact with the cap layer;
  • a p-type cladding made of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the second optical waveguide layer With layers
  • the thirteenth invention of the present invention is:
  • An active layer composed of a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • a first optical waveguide layer made of an eighth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the active layer;
  • a second optical waveguide layer made of a ninth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the cap layer;
  • An active layer composed of a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • An intermediate layer made of a second nitride III-V compound semiconductor containing In and Ga different from the first nitride III-V compound semiconductor in contact with the active layer;
  • a first optical waveguide layer made of an eighth nitride-based III-V compound semiconductor containing Ga in contact with the intermediate layer;
  • a second optical waveguide layer made of a ninth nitride-based I I I _V compound semiconductor containing Ga in contact with the cap layer;
  • a p-type cladding made of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the second optical waveguide layer With layers
  • the fifteenth invention of the present invention is:
  • An active layer composed of a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • An optical waveguide layer made of a sixth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga, which is in contact with the active layer;
  • a third nitride III containing A1 and Ga in contact with the optical waveguide layer, a cap layer composed of a superlattice having a barrier layer formed of a group III-V compound semiconductor, and a third nitride in contact with the cap layer And a P-type cladding layer composed of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A 1 and Ga different from the compound III-V compound semiconductor
  • An active layer composed of a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • An intermediate layer comprising In and Ga
  • An optical waveguide layer made of a sixth nitride-based I I I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the intermediate layer;
  • the seventeenth invention of the present invention is:
  • An active layer composed of a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • An optical waveguide layer made of a sixth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the active layer;
  • a third nitride III-V compound semiconductor in contact with the cap layer and a p-type cladding layer composed of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, wherein an active layer, an optical waveguide layer, and a cap layer are grown substantially in a carrier gas atmosphere containing substantially no hydrogen and mainly containing nitrogen,
  • the P-type cladding layer is grown in a carrier gas atmosphere containing nitrogen and hydrogen as main components.
  • the eighteenth invention of the present invention is:
  • An optical waveguide layer made of a sixth nitride-based I I I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the active layer;
  • a third nitride-based III-V compound semiconductor in contact with the cap layer and a p-type cladding layer made of a seventh nitride-based III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from the third nitride-based III-V compound semiconductor A method of manufacturing a semiconductor light emitting device, wherein an active layer, an optical waveguide layer, and a cap layer are grown at a growth temperature lower than a growth temperature of a p-type cladding layer.
  • An active layer comprising a first nitride-based I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • An intermediate layer in contact with the active layer being made of a second nitride-based I I I_V compound semiconductor containing In and Ga different from the first nitride-based I I I-V compound semiconductor;
  • An optical waveguide layer made of a sixth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the intermediate layer;
  • a third nitride III-V compound semiconductor and a P-type cladding layer made of a seventh nitride III_V compound semiconductor containing A 1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the cap layer A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, wherein an active layer, an intermediate layer, an optical waveguide layer, and a cap layer are grown substantially in a carrier gas atmosphere containing substantially no hydrogen and mainly containing nitrogen.
  • the P-type cladding layer is grown in a carrier gas atmosphere containing nitrogen and hydrogen as main components.
  • the 20th invention of the present invention is:
  • An active layer made of a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • An intermediate layer which is in contact with the active layer and is made of a second nitride-based II I-V compound semiconductor containing In and Ga different from the first nitride-based I I I-V compound semiconductor;
  • An optical waveguide layer made of a sixth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the intermediate layer;
  • a cap layer made of a third nitride-based I I I-V compound semiconductor containing A 1 and Ga, which is in contact with the optical waveguide layer;
  • a third nitride III-V compound semiconductor in contact with the cap layer and a p-type cladding layer composed of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, wherein an active layer, an intermediate layer, an optical waveguide layer, and a cap layer are grown at a growth temperature lower than a growth temperature of a p-type cladding layer.
  • the active layer and the intermediate layer are grown at a growth temperature lower than the growth temperature of the optical waveguide layer and the cap layer.
  • the twenty-first invention of the present invention is:
  • An active layer composed of a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • a first optical waveguide layer made of an eighth nitride III-V compound semiconductor containing Ga in contact with the active layer;
  • a cap layer made of a third nitride III-V compound semiconductor containing A 1 and G a in contact with the first optical waveguide layer;
  • a second optical waveguide layer made of a ninth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the cap layer;
  • P-type cladding made of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the second optical waveguide layer
  • the active layer, the first optical waveguide layer and the cap layer are substantially free of hydrogen.
  • the layer is grown in a nitrogen-based carrier gas atmosphere,
  • the second optical waveguide layer and the p-type cladding layer were grown in a carrier gas atmosphere containing nitrogen and hydrogen as main components.
  • An active layer comprising a first nitride-based I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • a first optical waveguide layer made of an eighth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the active layer;
  • a second optical waveguide layer made of a ninth nitride-based I I I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the cap layer;
  • a p-type cladding made of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the second optical waveguide layer A method for manufacturing a semiconductor light emitting device having The active layer, the first optical waveguide layer and the cap layer are grown at a growth temperature lower than the growth temperature of the second optical waveguide layer and the p-type cladding layer.
  • the twenty-third invention of this invention is:
  • An active layer composed of a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • An intermediate layer in contact with the active layer being made of a second nitride-based II I-V compound semiconductor containing In and Ga different from the first nitride-based I I I-V compound semiconductor;
  • a first optical waveguide layer made of an eighth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the intermediate layer;
  • a second optical waveguide layer made of a ninth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the cap layer;
  • a P-type cladding made of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the second optical waveguide layer A method for manufacturing a semiconductor light emitting device having
  • the active layer, the intermediate layer, the first optical waveguide layer and the cap layer are grown in a carrier gas atmosphere containing substantially no hydrogen and mainly containing nitrogen, and the second optical waveguide layer and the p-type cladding layer are formed. , Grown in a carrier gas atmosphere containing nitrogen and hydrogen as main components
  • the twenty-fourth invention of this invention is:
  • An intermediate layer which is in contact with the active layer and which is made of a second nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga different from the first nitride-based I I I-V compound semiconductor;
  • a first optical waveguide layer made of an eighth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the intermediate layer;
  • a second optical waveguide layer made of a ninth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the cap layer;
  • P-type cladding made of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the second optical waveguide layer
  • the active layer, the intermediate layer, the first optical waveguide layer and the cap layer are grown at a growth temperature lower than the growth temperature of the second optical waveguide layer and the p-type cladding layer.
  • the active layer is grown at a growth temperature lower than the growth temperature of the intermediate layer, the first optical waveguide layer, and the cap layer.
  • the twenty-fifth invention of this invention is:
  • An active layer composed of a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • a first optical waveguide layer made of an eighth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the active layer;
  • Third nitride system containing A 1 and Ga in contact with the first optical waveguide layer II A cap layer consisting of a superlattice with a barrier layer formed of an I-V compound semiconductor;
  • a second optical waveguide layer made of a ninth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the cap layer;
  • a p-type cladding made of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the second optical waveguide layer A method for manufacturing a semiconductor light emitting device having
  • the active layer, the first optical waveguide layer and the cap layer are substantially free of hydrogen.
  • the growth is performed in a carrier gas atmosphere containing nitrogen as a main component.
  • the second optical waveguide layer and the p-type cladding layer were grown in a carrier gas atmosphere containing nitrogen and hydrogen as main components.
  • An active layer comprising a first nitride-based I I _V compound semiconductor containing In and G;
  • a first optical waveguide layer made of an eighth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the active layer;
  • a second optical waveguide layer made of a ninth nitride-based I I I-V compound semiconductor containing Ga and in contact with the cap layer;
  • a p-type cladding made of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the second optical waveguide layer And a method for manufacturing a semiconductor light emitting device having a layer.
  • the active layer, the first optical waveguide layer and the cap layer are grown at a growth temperature lower than the growth temperature of the second optical waveguide layer and the p-type cladding layer.
  • An active layer composed of a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • An intermediate layer which is in contact with the active layer and is made of a second nitride II-V compound semiconductor containing In and Ga different from the first nitride II I-V compound semiconductor;
  • a first optical waveguide layer made of an eighth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the intermediate layer;
  • a second optical waveguide layer made of a ninth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the cap layer;
  • a P-type cladding made of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the second optical waveguide layer A method for manufacturing a semiconductor light emitting device having
  • the active layer, the intermediate layer, the first optical waveguide layer and the cap layer are grown in a carrier gas atmosphere containing substantially no hydrogen and mainly containing nitrogen, and the second optical waveguide layer and the p-type cladding layer are formed.
  • the twenty-eighth invention of the present invention is:
  • An active layer composed of a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • An intermediate layer in contact with the active layer being made of a second nitride-based II I-V compound semiconductor containing In and Ga different from the first nitride-based I I I-V compound semiconductor;
  • a first optical waveguide layer made of an eighth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the intermediate layer;
  • a second optical waveguide layer made of a ninth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the cap layer;
  • a P-type cladding made of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the second optical waveguide layer A method for manufacturing a semiconductor light emitting device having
  • the active layer, the intermediate layer, the first optical waveguide layer and the cap layer are grown at a growth temperature lower than the growth temperature of the second optical waveguide layer and the P-type cladding layer.
  • the active layer and the intermediate layer are grown at a growth temperature lower than the growth temperatures of the first optical waveguide layer and the cap layer.
  • the twentieth invention of the present invention is:
  • An active layer comprising a first nitride III-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • a cap layer comprising a superlattice in which a barrier layer is formed by a third nitride III-V compound semiconductor containing A 1 and Ga in contact with the optical waveguide layer; and a third layer in contact with the cap layer.
  • a method for manufacturing a semiconductor light emitting device comprising: a nitride III-V compound semiconductor; and a P-type clad layer composed of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from the nitride semiconductor.
  • the active layer, the optical waveguide layer and the cap layer are grown in a carrier gas atmosphere containing substantially no hydrogen and mainly containing nitrogen,
  • the p-type cladding layer is grown in a carrier gas atmosphere containing nitrogen and hydrogen as main components.
  • a thirtieth invention of the present invention is:
  • An active layer comprising a first nitride-based I I I_V compound semiconductor containing In and Ga;
  • An optical waveguide layer made of a sixth nitride-based I I I_V compound semiconductor containing Ga and in contact with the active layer;
  • a semiconductor light-emitting device comprising: a compound III-V compound semiconductor; and a P-type cladding layer comprising a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A 1 and Ga different from the compound III-V compound semiconductor.
  • the active layer, optical waveguide layer and cap layer are grown at a growth temperature lower than the growth temperature of the p-type cladding layer.
  • the thirty first invention of the present invention is: An active layer made of a first nitride III_V compound semiconductor containing In and Ga;
  • An optical waveguide layer made of a sixth nitride-based I I I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the intermediate layer;
  • a semiconductor light-emitting device comprising: a compound III-V compound semiconductor; and a P-type cladding layer comprising a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A 1 and Ga different from the compound III-V compound semiconductor.
  • the active layer, the intermediate layer, the optical waveguide layer, and the cap layer are grown in a carrier gas atmosphere containing substantially no hydrogen and mainly containing nitrogen.
  • the P-type cladding layer is grown in a carrier gas atmosphere containing nitrogen and hydrogen as main components.
  • a thirty-second invention of the present invention provides:
  • An active layer composed of a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • An optical waveguide layer made of a sixth nitride-based I II I-V compound semiconductor containing Ga in contact with the intermediate layer;
  • a P-type cladding layer comprising a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A 1 and Ga, comprising: an active layer, an intermediate layer, an optical waveguide layer, The cap layer is grown at a growth temperature lower than the growth temperature of the p-type cladding layer.
  • the active layer and the intermediate layer are grown at a growth temperature lower than the growth temperature of the optical waveguide layer and the cap layer.
  • a layer comprising a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • a semiconductor device characterized by the above-mentioned.
  • the thirty-fourth invention of this invention is:
  • a layer comprising a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • a second nitride III-V group containing In and Ga different from the first nitride III-V compound semiconductor in contact with the first nitride III-V compound semiconductor layer An intermediate layer made of a compound semiconductor;
  • a semiconductor device characterized by the above-mentioned.
  • the thirty-fifth invention of the present invention is:
  • a layer comprising a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • a first nitride-based III-V compound semiconductor An intermediate layer made of a second nitride III-V compound semiconductor containing In and Ga different from the nitride III-V compound semiconductor of
  • the thirty-eighth invention of the present invention is:
  • a second nitride III-V group containing In and Ga different from the first nitride III-V compound semiconductor in contact with the first nitride III-V compound semiconductor layer An intermediate layer made of a compound semiconductor;
  • a cap composed of a superlattice having a barrier layer formed of a third nitride III-V compound semiconductor containing A 1 and Ga in contact with an eighth nitride III-V compound semiconductor layer Layers and
  • the thirty-ninth invention of the present invention is:
  • a layer comprising a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • a semiconductor device characterized by the above-mentioned.
  • the 40th invention of the present invention is:
  • a layer comprising a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • a semiconductor device characterized by the above-mentioned.
  • a semiconductor having a third nitride III-V compound semiconductor and a P-type layer made of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the cap layer A method of manufacturing a device,
  • the first nitride III-V compound semiconductor layer, the sixth nitride III-V compound semiconductor layer, and the cap layer are substantially free of hydrogen and mainly contain nitrogen. Grown in a carrier gas atmosphere,
  • the P-type layer is grown in a carrier gas atmosphere containing nitrogen and hydrogen as main components.
  • the 42nd invention of this invention is:
  • a layer comprising a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • a semiconductor having a third nitride III-V compound semiconductor and a P-type layer made of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the cap layer A method of manufacturing a device,
  • the first nitride III-V compound semiconductor layer, the sixth nitride III-V compound semiconductor layer, and the cap layer are grown at a growth temperature lower than the growth temperature of the p-type layer.
  • the 43rd invention of this invention is: A layer made of a first nitride III-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • a semiconductor having a third nitride III-V compound semiconductor and a P-type layer made of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the cap layer A method of manufacturing a device,
  • the first nitride III-V compound semiconductor layer, the intermediate layer, the sixth nitride III_V compound semiconductor layer, and the cap layer are substantially free of hydrogen and mainly nitrogen. Grow in a carrier gas atmosphere as a component.
  • the P-type layer was grown in a carrier gas atmosphere containing nitrogen and hydrogen as main components.
  • the fourth invention of this invention is:
  • a layer comprising a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • An intermediate layer made of a compound semiconductor A layer made of a sixth nitride III-V compound semiconductor containing Ga in contact with the intermediate layer;
  • a semiconductor having a third nitride III-V compound semiconductor and a P-type layer made of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the cap layer A method of manufacturing a device,
  • the first nitride III-V compound semiconductor layer, the intermediate layer, the sixth nitride III-V compound semiconductor layer and the cap layer are formed at a growth temperature lower than the growth temperature of the p-type layer. Grew up
  • the first nitride-based III-V compound semiconductor layer and the intermediate layer are formed at a temperature lower than the growth temperature of the sixth nitride-based III-V compound semiconductor layer and the cap layer. Also grow at low growth temperature.
  • a layer comprising a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • the ninth nitride-based III-V compound semiconductor is in contact with the third A method of manufacturing a semiconductor device comprising: a nitride III-V compound semiconductor according to claim 1; and a p-type layer comprising a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from each other.
  • the first nitride III-V compound semiconductor layer, the eighth nitride III-V compound semiconductor layer, and the cap layer are substantially free of hydrogen and mainly contain nitrogen.
  • the ninth nitride III-V compound semiconductor layer and the p-type layer are grown in a carrier gas atmosphere composed mainly of nitrogen and hydrogen.
  • a layer comprising a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • a seventh nitride III-V group containing A 1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the layer composed of the ninth nitride III-V compound semiconductor A method for manufacturing a semiconductor device having a p-type layer made of a compound semiconductor,
  • the first nitride III-V compound semiconductor layer, the eighth nitride III-V compound semiconductor layer, and the cap layer are ninth nitrided.
  • III-V compound semiconductor layer and p-type layer are grown at a growth temperature lower than the growth temperature
  • a layer comprising a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • a second nitride III-V group containing In and Ga different from the first nitride III-V compound semiconductor in contact with the first nitride III-V compound semiconductor layer An intermediate layer made of a compound semiconductor;
  • a seventh nitride III-V group containing A 1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the ninth nitride III-V compound semiconductor layer A method for manufacturing a semiconductor device having a p-type layer made of a compound semiconductor,
  • the first nitride III-V compound semiconductor layer, the intermediate layer, the eighth nitride III-V compound semiconductor layer, and the cap layer are substantially free of hydrogen and mainly nitrogen. Growth in a carrier gas atmosphere
  • the ninth nitride III-V compound semiconductor layer and the p-type layer should be grown in a carrier gas atmosphere containing nitrogen and hydrogen as main components.
  • a second nitride III-V group containing In and Ga different from the first nitride III-V compound semiconductor in contact with the first nitride III-V compound semiconductor layer An intermediate layer made of a compound semiconductor;
  • a ninth nitride III-V compound semiconductor in contact with a layer composed of a ninth nitride III-V compound semiconductor different from the third nitride III-V compound semiconductor A method for manufacturing a semiconductor device having a p-type layer made of a compound semiconductor,
  • the first nitride III-V compound semiconductor layer, the intermediate layer, the eighth nitride III-V compound semiconductor layer and the cap layer are replaced with a ninth nitride III-V compound semiconductor Layer and p-type layer are grown at a lower growth temperature
  • the layer composed of the first nitride III-V compound semiconductor is composed of an intermediate layer and the eighth nitride III-V compound semiconductor. Growing at a growth temperature lower than the growth temperature of the layer and the cap layer.
  • a third nitride-based III-V compound semiconductor different from the third nitride-based III-V compound semiconductor in contact with a layer composed of a ninth nitride-based III-V compound semiconductor A method for manufacturing a semiconductor device having a p-type layer made of a compound semiconductor,
  • the first nitride III-V compound semiconductor layer, the eighth nitride III-V compound semiconductor layer, and the cap layer are substantially free of hydrogen and mainly contain nitrogen.
  • the ninth nitride-based III-V compound semiconductor layer and the p-type clad layer are grown in a carrier gas atmosphere containing nitrogen and hydrogen as main components. did
  • the 50th invention of the present invention is
  • a layer comprising a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • G a in contact with the first nitride III-V compound semiconductor layer And a third nitride containing A 1 and Ga in contact with an eighth nitride III-V compound semiconductor layer and an eighth nitride III-V compound semiconductor layer
  • a cap layer comprising a superlattice in which a barrier layer is formed by a system III-V compound semiconductor
  • a seventh nitride III-V group containing A 1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the layer composed of the ninth nitride III-V compound semiconductor A method for manufacturing a semiconductor device having a p-type layer made of a compound semiconductor,
  • the first nitride III-V compound semiconductor layer, the eighth nitride III-V compound semiconductor layer, and the cap layer are formed of a ninth nitride III-V compound semiconductor.
  • a second nitride III-V group containing In and Ga different from the first nitride III-V compound semiconductor in contact with the first nitride III-V compound semiconductor layer An intermediate layer made of a compound semiconductor;
  • a third nitride-based III-V compound semiconductor different from the third nitride-based III-V compound semiconductor in contact with a layer composed of a ninth nitride-based III-V compound semiconductor A method for manufacturing a semiconductor device having a p-type layer made of a compound semiconductor,
  • the first nitride III-V compound semiconductor layer, the intermediate layer, the eighth nitride III-V compound semiconductor layer, and the cap layer are substantially free of hydrogen and mainly nitrogen. Growth in a carrier gas atmosphere
  • the ninth nitride-based III-IV compound semiconductor layer and the p-type layer were grown in a carrier gas atmosphere containing nitrogen and hydrogen as main components.
  • a seventh nitride III-V group containing A 1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the layer composed of the ninth nitride III-V compound semiconductor A method for manufacturing a semiconductor device having a p-type layer made of a compound semiconductor,
  • the first nitride III-V compound semiconductor layer, the intermediate layer, the eighth nitride III-V compound semiconductor layer and the cap layer are replaced with a ninth nitride III-V compound semiconductor Layer and p-type layer are grown at a lower growth temperature
  • the layer and the intermediate layer made of the first nitride III-V compound semiconductor have a lower growth rate than the layer made of the eighth nitride III-V compound semiconductor and the cap layer. Grow at temperature.
  • the 53rd invention of this invention is:
  • a layer comprising a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • a semiconductor having a third nitride III-V compound semiconductor and a P-type layer made of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the cap layer A method of manufacturing a device,
  • the first nitride III-V compound semiconductor layer, the sixth nitride III-V compound semiconductor layer and the cap layer are substantially
  • the P-type layer is grown in a carrier gas atmosphere containing nitrogen and hydrogen as the main component, while growing in a carrier gas atmosphere containing nitrogen as a main component without containing hydrogen.
  • the 54th invention of this invention is:
  • a layer comprising a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • a sixth nitride-based III-V compound semiconductor layer containing Ga, in contact with the first nitride-based III-V compound semiconductor layer, and a sixth nitride-based III-V compound semiconductor A cap layer made of a superlattice having a barrier layer formed of a third nitride III-V compound semiconductor containing A 1 and Ga in contact with a layer made of a compound semiconductor;
  • a semiconductor having a third nitride III-V compound semiconductor and a p-type layer made of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the cap layer A method of manufacturing a device,
  • the first nitride III-V compound semiconductor layer, the sixth nitride III-V compound semiconductor layer, and the cap layer are grown at a growth temperature lower than the growth temperature of the p-type layer.
  • a layer comprising a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • a cap composed of a superlattice having a barrier layer formed of a third nitride III-V compound semiconductor containing A 1 and Ga in contact with a sixth nitride III-V compound semiconductor layer Layers and
  • a semiconductor having a third nitride III-V compound semiconductor and a P-type layer made of a seventh nitride III-V compound semiconductor containing A1 and Ga different from the third nitride III-V compound semiconductor in contact with the cap layer A method of manufacturing a device,
  • the first nitride III-V compound semiconductor layer, the intermediate layer, the sixth nitride III-V compound semiconductor layer, and the cap layer are substantially free of hydrogen and mainly nitrogen. Growth in a carrier gas atmosphere
  • the P-type layer was grown in a carrier gas atmosphere containing nitrogen and hydrogen as main components.
  • a layer comprising a first nitride-based I I I-V compound semiconductor containing In and Ga;
  • a third nitride III-V compound semiconductor in contact with the cap layer A seventh nitride-based III-V compound semiconductor comprising a different A 1 and Ga, and a P-type layer comprising
  • the first nitride III-V compound semiconductor layer, the intermediate layer, the sixth nitride III-V compound semiconductor layer and the cap layer are grown at a growth temperature lower than the growth temperature of the p-type cladding layer.
  • the first nitride-based III-V compound semiconductor layer and the intermediate layer are formed at a temperature lower than the growth temperature of the sixth nitride-based III-V compound semiconductor layer and the cap layer. Also grow at low growth temperature.
  • the sixth nitride III-V compound semiconductor containing Ga, the eighth nitride III-V compound semiconductor, and the ninth nitride may include a group III element other than Ga, such as In, A1, B, and the like, and may include As, P, and the like as a group V element.
  • the seventh nitride III-V compound semiconductor containing A 1 and G a may contain a group III element other than A 1 and G a such as In and B, and It may include As and P.
  • the band gap of the cap layer is larger than the band gap of the P-type cladding layer or the P-type layer.
  • the thickness of the cap layer is preferably 2 nm or more.
  • the thickness of the cap layer is too large, since by its composition to deteriorate the crystallinity, in order to prevent this, preferably t and the thickness of the cap layer is less 2 0 nm is
  • the optical waveguide layer, the first optical waveguide layer, the sixth nitride-based III-V compound semiconductor layer or the eighth nitride-based III-V compound semiconductor layer is made of p such as Mg.
  • the thickness of the optical waveguide layer, the first optical waveguide layer, the sixth nitride III-V compound semiconductor layer or the eighth nitride III-V compound semiconductor layer is generally It is typically at least 8 nm, typically at least 10 nm and at most 100 nm.
  • the carrier gas atmosphere during the growth of each layer of the semiconductor light emitting element or the semiconductor device is most preferably a carrier gas atmosphere containing substantially no hydrogen and mainly containing nitrogen from the viewpoint of obtaining a lower resistance layer.
  • a carrier gas atmosphere containing substantially no hydrogen and mainly containing nitrogen from the viewpoint of obtaining a lower resistance layer.
  • nitrogen and hydrogen as a Kiyariagasu atmosphere that contains a mixed gas atmosphere of N 2 and H 2.
  • the active layer or the first nitride III Stress generated in the group V compound semiconductor layer can be greatly reduced, or diffusion into the Mg active layer or first nitride III-V compound semiconductor layer used as a p-type dopant Can be effectively suppressed.
  • a cap layer is provided adjacent to the active layer, or a cap layer is provided on the active layer via an intermediate layer. It is possible to improve the crystallinity of the optical waveguide layer or the first optical waveguide layer as compared with the case where the optical waveguide layer is formed, or to optimize the thickness of these optical waveguide layers or the first optical waveguide layer. it can.
  • FIG. 1 is a sectional view showing a GaN-based semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an energy diagram of a GaN-based semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a band structure
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an energy band structure of a GaN semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an energy band structure of a GaN-based semiconductor laser according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an energy band structure of a GaN-based semiconductor laser according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a sectional view showing a GaN-based semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an energy diagram of a GaN-based semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a GaN-based semiconductor laser according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a GaN-based semiconductor laser according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing an energy band structure
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a measurement result of a change in the vertical emission angle of a semiconductor laser depending on the thickness of an optical waveguide layer in a conductor laser
  • FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an N-based semiconductor laser.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an energy band structure of a GaN-based semiconductor laser according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an energy band structure of a GaN-based semiconductor laser according to a seventh embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an energy band structure of a GaN-based semiconductor laser according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an energy band structure of a GaN-based semiconductor laser according to a ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a tenth embodiment of the present invention. Shows the energy band structure of a GaN semiconductor laser by morphology.
  • FIG. 15 is a schematic diagram showing an energy band structure of a GaN semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an energy band structure of a GaN semiconductor laser according to the embodiment.
  • FIG. 1 shows a GaN-based semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention.
  • This GaN-based semiconductor laser has a ridge structure and an SCH (Sepa rate Confinement Heteros gagture) structure.
  • SCH Sepa rate Confinement Heteros gagture
  • an EL layer is formed on a c-plane sapphire substrate 1 via an AND GaN buffer layer 2 formed by low-temperature growth.
  • a p-type GaN optical waveguide layer 10, a p-type A1 GaN cladding layer 11 and a p-type GaN contact layer 12 are sequentially laminated.
  • the undoped GaN buffer layer 2 has a thickness of, for example, 30 nm.
  • the undoped GaN layer 3 has a thickness of, for example, 0.5 im.
  • the n-type GaN contact layer 4 has a thickness of, for example, 4, and is doped with, for example, silicon (S i) as an n-type impurity.
  • the n-type A 1 G aN cladding layer 5 has a thickness of, for example, 1.0 zm, and Si, for example, is doped as an n-type impurity.
  • the A1 composition is, for example, 0.07.
  • the n-type GaN optical waveguide layer 6 has a thickness of, for example, 0.1 m, and is doped with, for example, Si as an n-type impurity.
  • the In composition gradually decreases monotonously from the surface in contact with the active layer ⁇ to the surface in contact with the p-type A1 GaN cap layer 9.
  • the In composition at the surface in contact with the active layer 7 is the same as the In composition y of the In y G a ⁇ N layer as a barrier layer of the active layer 7,
  • the In composition on the surface in contact with the type A 1 GaN cap layer 9 is zero.
  • the thickness of the undoped InGaN degradation prevention layer 8 is, for example, 20 nm.
  • the p-type A 1 GaN cap layer 9 has a thickness of, for example, 10 nm, and is doped with, for example, magnesium (Mg) as a p-type impurity.
  • the A1 composition of the p-type A1GaN cap layer 9 is, for example, 0.2.
  • the p-type A 1 GaN cap layer 9 is formed of the p-type GaN optical waveguide layer 10, the p-type Al GaN cladding layer 11, and the p-type GaN contact layer 12. The purpose is to prevent In from being desorbed and deteriorated from the active layer 7 during growth, and to prevent overflow of carriers (electrons) from the active layer 9.
  • the p-type GaN optical waveguide layer 10 has a thickness of, for example, 0.1, and is doped with, for example, Mg as a p-type impurity.
  • the p-type AlGaN cladding layer 11 has a thickness of, for example, 0, Mg is doped as a p-type impurity, and the Al composition is, for example, 0.07.
  • the p-type GaN contact layer 12 has a thickness of, for example, 0.1 m and is doped with, for example, Mg as a p-type impurity.
  • the 1 GaN cap layer 9, the p-type GaN optical waveguide layer 10 and the p-type A 1 GaN cladding layer 11 have a mesa shape with a predetermined width.
  • a ridge 13 extending in the ⁇ 11-20> direction is formed in the upper layer of the p-type AlGaN cladding layer 11 and the p-type GaN contact layer 13 in the mesa. Have been.
  • the width of the ridge 13 is, for example, 3 m.
  • An insulating film 14 such as a Si ⁇ 2 film having a thickness of 0.3 ⁇ m is provided so as to cover the entire mesa portion. This insulating film 14 is for electrical insulation and surface protection.
  • An opening 14 a is provided in a portion of the insulating film 14 above the ridge 13, and the p-side electrode 15 is in contact with the p-type GaN contact layer 13 through the opening 14 a. .
  • the p-side electrode 15 has a structure in which a Pd film, a Pt film, and an Au film are sequentially laminated, and the thicknesses of the Pd film, the Pt film, and the Au film are, for example, 10 nm and 100 nm, respectively. nm and 300 nm.
  • an opening 14b is provided in a predetermined portion of the insulating film 14 adjacent to the mesa portion, and the n-side electrode 16 is in contact with the n-type GaN contact layer 4 through the opening 14b.
  • the n-side electrode 16 has a structure in which a Ti film, a Pt film, and an Au film are sequentially laminated, and the thickness of the Ti film, the Pt film, and the Au film is, for example, 10 nm and 50 nm, respectively. ⁇ m and 100 nm.
  • Fig. 2 shows the energy band structure (conduction band) of the main part of this GaN semiconductor laser.
  • E. Indicates the energy at the bottom of the conduction band.
  • An undoped GaN layer 3 is grown at a growth temperature of 00 ° C.
  • an n-type GaN contact layer 4 an n-type A1 GaN cladding layer 5, an n-type GaN optical waveguide layer 6, and an flop of G a Bok x I n x n / G a x _ y I n y active layer 7 of the n multi-weight quantum well structure, and one-flop I nG aN deterioration preventing layer 8, p-type a 1 G aN cap layer 9
  • the p-type GaN optical waveguide layer 10, the p-type A1 GaN cladding layer 11 and the p-type GaN contact layer 12 are sequentially grown.
  • n-type GaN contact layer 4 which does not contain n, n-type AlGaN clad layer 5, n-type GaN optical waveguide layer 6, p-type A1 GaN cap layer 9, p-type G
  • the growth temperature of the aN optical waveguide layer 10, the p-type AlG aN cladding layer 11 and the p-type GaN contact layer 12 is, for example, about 100 T: G, which is a layer containing I ⁇ .
  • the growth temperature of the deterioration prevention layer 8 is set at the same time as the growth temperature of the active layer 7 at the start of growth, for example, at 70 ° C., and then, for example, is increased linearly, and at the end of growth, the p-type A 1
  • the growth temperature of the layer 9 is set to, for example, 835.
  • the raw materials for growing these GaN-based semiconductor layers are, for example, trimethylgallium ((CH 3 ) Ga, TMG) as the raw material for Ga, and trimethylaluminum ((CH 3 ) Al as the raw material for A1.
  • TMA and In are used as a raw material of trimethylindium ((CH 3 ) In, TM I), and N is used as a raw material of NH 3 .
  • H 2 is used as the carrier gas.
  • n-type dopan For example, silane (S i H 4 ) is used as the p-type dopant, and bis-methylcyclopentene genenyl magnesium ((CH 3 C 5 H 4 ) 2 Mg) or bis-cyclopentagenenyl magnesium is used as the p-type dopant. using ((C 5 H 5) 2 Mg).
  • the c-plane sapphire substrate 1 on which the GaN-based semiconductor layer has been grown as described above is taken out of the MOCVD apparatus.
  • an SiO 2 film (not shown) having a thickness of, for example, 0.1 m was formed on the entire surface of the p-type GaN contact layer 12 by, for example, a CVD method, a vacuum evaporation method, a sputtering method, or the like.
  • the register Bok pattern as a mask, for example, a hydrofluoric acid etching solution ⁇ E Tsu preparative etching using, or etching the S i ⁇ 2 film by RIE using Etsu Chingugasu containing fluorine such as CF 4 or CHF 3, pattern to-learning.
  • etching is performed by using, for example, the RIE method using the Si 2 film having the predetermined shape as a mask until the n-type GaN contact layer 4 is reached.
  • a chlorine-based gas is used as the RIE etching gas.
  • the upper layer of the n-type GaN contact layer 4, the n-type A1 GaN cladding layer 5, the n-type GaN optical waveguide layer 6, the active layer 7 , Undoped InGaN degradation prevention layer 8, p-type A1 GaN cap layer 9, p-type GaN optical waveguide layer 10, p-type A1 GaN cladding layer 11 and p-type GaN contact layer 1 2 is tuned into a mesa shape.
  • the SiO 2 film used as an etching mask is removed by etching, again the entire substrate surface, for example, a CVD method, a vacuum deposition method, S i ⁇ 2 film of 0. 2 m by a thickness of, for example, a sputtering method ( (Not shown), a resist pattern (not shown) having a predetermined shape corresponding to the ridge portion is formed on the SiO 2 film by lithography.
  • the SiO 2 film is etched by, for example, wet etching using a hydrofluoric acid-based etching solution, or RIE using an etching gas containing fluorine such as CF 4 or CHF 3 to form a silicon oxide film. Shape corresponding to the part.
  • the ridge 13 is formed by etching the p-type AlGaN cladding layer 11 to a predetermined depth in the thickness direction by the RIE method using the Si 2 film as a mask.
  • the RIE etching gas for example, a chlorine-based gas is used.
  • the entire substrate surface for example, CVD method, 3 1 0 2 film vacuum deposition, sputtering method, etc., for example, by the thickness 0.3 / 111
  • An insulating film 14 as described above is formed.
  • a resist pattern (not shown) is formed by lithography to cover the surface of the insulating film 14 excluding the n-side electrode formation region.
  • the opening 14b is formed by etching the insulating film 14 using the resist pattern as a mask.
  • a Ti film, a Pt film, and an Au film are sequentially formed on the entire surface of the substrate by, for example, vacuum evaporation while leaving the resist pattern, and then the resist pattern is formed on the Ti film. Removed together with Pt film and Au film (lift-off). As a result, an n-side electrode 16 which is in contact with the n-type GaN contact layer 4 through the opening 14b of the insulating film 14 is formed.
  • the thicknesses of the Ti film, the Pt film, and the Au film constituting the n-side electrode 16 are, for example, 10 nm, 50 nm, and 100 nm, respectively. Alloy processing to make the same contact.
  • the insulating film 14 above the ridge 13 is etched and removed to form an opening 14a, and then, similarly to the n-side electrode 16, A p-side electrode 15 having a Pd / Pt / Au structure in contact with the p-type GaN contact layer 12 is formed through the opening 14a.
  • alloy processing for bringing the p-side electrode 15 into uniform contact is performed.
  • the substrate on which the laser structure has been formed as described above is processed into a par shape by cleaving or the like to form both resonator end faces. Bars are cut into chips by cleavage.
  • the GaN-based semiconductor laser according to the first embodiment has a much lower initial deterioration rate than the latter GaN-based semiconductor laser.
  • the operating current tended to gradually increase with time, the slope was extremely small and was at a level that did not cause any problems.
  • the life tests were performed under the conditions of an optical output of 30 mW and an ambient temperature of 60 ° C.
  • remarkable emission unevenness was observed in the latter GaN semiconductor laser, but in the GaN semiconductor laser according to the first embodiment, Light emission unevenness was not observed at all.
  • the undoped InGaN degradation prevention layer 8 is provided in contact with the active layer 7, and the undoped InGaN degradation prevention layer 8 is provided in contact with the active layer 7. Since the p-type A1GaN cap layer 9 is provided, the stress generated in the active layer 7 by the p-type A1GaN cap layer 9 is greatly increased by the undoped InGaN degradation prevention layer 8. Can be relaxed At the same time, the diffusion of Mg used as the p-type dopant of the p-type layer into the active layer 7 can be effectively suppressed. As a result, a high-performance GaN-based semiconductor laser having a long life, high reliability, and uniform light emission can be realized.
  • Fig. 3 shows the energy band diagram of this GaN semiconductor laser.
  • the In composition of the AMP In GaN deterioration preventing layer 8 is the same over the entire thickness, and the In composition is active. A value smaller than the In composition y of the barrier layer of the layer 7, for example, 0.02 is selected.
  • Other configurations are the same as those of the GaN-based semiconductor laser according to the first embodiment, and a description thereof will not be repeated.
  • the method of manufacturing the GaN semiconductor laser is also the same as that of the GaN semiconductor laser according to the first embodiment except that the growth temperature is kept constant during the growth of the InGaN degradation prevention layer 8. This is the same as the method for manufacturing a semiconductor laser.
  • Figure 4 shows the energy band diagram of this GaN semiconductor laser.
  • the In composition of the AMP In GaN deterioration preventing layer 8 is the same over the entire thickness, and the In composition is active.
  • the same value as the In composition y of the barrier layer of layer 7 is selected.
  • the thickness of the undoped InGaN degradation prevention layer 8 is the total thickness of the active layer 7 and the thickness of the barrier layer closest to the undoped InGaN degradation prevention layer 8. At least 15 nm or more, good It is suitably selected to be at least 17 nm, more preferably at least 20 nm, even more preferably at least 25 nm.
  • Other configurations are the same as those of the GaN-based semiconductor laser according to the first embodiment, and a description thereof will not be repeated.
  • the method of manufacturing the GaN semiconductor laser is also the same as that of the GaN semiconductor laser according to the first embodiment except that the growth temperature is kept constant during the growth of the InGaN degradation prevention layer 8. This is the same as the method for manufacturing a semiconductor laser.
  • Fig. 5 shows the energy band diagram of this GaN-based semiconductor laser.
  • an AND InGaN degradation preventing layer 8 is provided in contact with the active layer 7, and is in contact with the AND InGaN degradation preventing layer 8.
  • a p-type GaN optical waveguide layer 10 is provided, and a p-type A1 GaN cap layer 9 is provided in contact with the p-type GaN optical waveguide layer 10.
  • the distribution of the In composition of the AND-Ip InG aN deterioration preventing layer 8 is the same as in the first embodiment.
  • the other configuration is the same as the GaN-based semiconductor laser according to the first embodiment, and thus the description is omitted.
  • ⁇ Method of manufacturing the GaN-based semiconductor laser also according to the first embodiment. This is the same as the method for manufacturing a GaN semiconductor laser.
  • FIG. 6 shows a GaN-based semiconductor laser according to a fifth embodiment of the present invention.
  • Fig. 7 shows the energy band diagram of this GaN semiconductor laser.
  • an undoped GaN optical waveguide layer 17 is provided in contact with the active layer ⁇ .
  • a p-type A 1 G aN cap layer 9 was provided in contact with the p-type Al G aN / G a N superlattice cladding layer 18 in contact with the p-type Al G aN cap layer 9. Having a structure.
  • the undoped InGaN degradation prevention layer 8 is not provided.
  • the undoped GaN optical waveguide layer 17 exhibits n-type conductivity.
  • the thickness of this AND GaN optical waveguide layer 17 is generally 10 to 100 nm, but is 20 to 40 nm here.
  • the p-type A 1 G aNZ G aN superlattice cladding layer 18 is, for example, a 2.5-nm-thick A 1 G a N-layer with a 12% A 1 composition serving as a barrier layer.
  • the overall thickness is, for example, 0.5 m.
  • the distance between the p-type A 1 GaN cap layer 9 and the barrier layer adjacent to the p-type A 1 GaN cap layer 9 in the p-type A 1 GaN / GaN superlattice cladding layer 18 is Prevents electrons injected into the active layer from leaking to the p-type A 1 GaN / GaN superlattice cladding layer 18 through the p-type A 1 GaN cap layer 9 due to the tunnel effect. Therefore, the distance that can suppress the tunnel effect is set to, for example, about 10 nm.
  • the reason why the p-type A 1 G a NZG aN superlattice cladding layer 18 is used is that holes easily pass through the tunnel effect.
  • Other configurations are the same as those of the GaN-based semiconductor laser according to the first embodiment, and a description thereof will not be repeated.
  • the method of manufacturing the GaN-based semiconductor laser is basically the same as the method of manufacturing the GaN-based semiconductor laser according to the first embodiment, but in this case, in particular, the growth temperature and carrier gas during the growth of each layer. Is set as follows, ie, for the growth temperature, for example, Type A 1 G aN cladding layer 5 up to 1000 ° C, n-type G aN optical waveguide layer 6 to p-type A 1 G aN cap layer 9 800 ° C, p-type A 1 G
  • the aN / GaN superlattice cladding layer 18 and the p-type GaN contact layer 12 are 100.
  • the carrier gas for example, from the undoped GaN layer 3 to the n-type A 1 GaN cladding layer 5, a mixed gas atmosphere of N 2 and H 2, and the n-type GaN optical waveguide layer 6 Type A 1 G aN Cap layer 9 up to N 2 atmosphere, p type A 1 G a N / G a N superlattice cladding layer 18 and p type G a N contact layer 12 mixed with N 2 and H 2 Gas atmosphere.
  • the carrier gas atmosphere is the N 2 atmosphere until the growth of the p-type A 1 GaN cap layer 9, and the carrier gas atmosphere does not contain H 2. Desorption of In from 7 can be suppressed, and deterioration of active layer 7 can be prevented.
  • the carrier gas atmosphere is a mixed gas atmosphere of N 2 and H 2 . These p-type layers can be grown with good crystallinity.
  • FIG. 8 shows the result of measuring the change in the vertical beam divergence angle (0 °) of the semiconductor laser depending on the thickness of the AND GaN optical waveguide layer 17.
  • the vertical radiation angle can be set to 19 to 22 degrees by setting the thickness of the undoped GaN optical waveguide layer 17 to 20 to 40 nm. Since the vertical emission angle of the conventional GaN semiconductor laser is 26 to 30 degrees, it can be seen that the vertical emission angle is greatly reduced.
  • the active layer 7, the undoped GaN optical waveguide layer 17, the p-type A 1 GaN cap layer 9 and the p-type Al GaN / G aN super lattice cladding layer 1 8 are sequentially in contact with each other, and the thickness of the undoped GaN optical waveguide layer 17 is reduced to 20 to 40 nm.
  • the vertical radiation angle can be greatly reduced compared to the conventional one, and as a result, the radiation angle aspect ratio (0 (II when the horizontal radiation angle is 0II) can be reduced.
  • Such a GaN-based semiconductor laser is particularly suitable for use as a light source in an optical disk device.
  • the undoped GaN optical waveguide layer 1 ⁇ is grown directly on the active layer 7, the crystallinity can be improved, and the life of the GaN semiconductor laser can be improved.
  • the AND GaN optical waveguide layer 17 has a small thickness of 20 to 40 nm and has a resistivity higher than that of a p-type GaN optical waveguide layer doped with Mg as a p-type impurity. Since it is small, the series resistance of the GaN-based semiconductor laser can be reduced, and the driving voltage can be reduced.
  • FIG. 9 shows a GaN semiconductor laser according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 shows an energy band diagram of the GaN semiconductor laser.
  • an undoped InGaN degradation preventing layer 8 is provided in contact with the active layer 7, and an undoped InGaN degradation preventing layer 8 is provided in contact with the undoped InGaN degradation preventing layer 8.
  • a GaN optical waveguide layer 17 is provided, and a p-type A 1 GaN cap layer 9 is provided in contact with the undoped GaN optical waveguide layer 17. It has a structure in which a p-type A 1 GaN / GaN superlattice cladding layer 18 is provided in contact with the cap layer 9.
  • the In composition of the undoped InGaN deterioration preventing layer 8 is the same as that of the second embodiment.
  • Other configurations are according to the first and fifth embodiments. The description is omitted because it is the same as the GaN semiconductor laser.
  • the method of manufacturing the GaN semiconductor laser is basically the same as the method of manufacturing the GaN semiconductor laser according to the first embodiment.
  • Set the carrier gas as follows. That is, the growth temperature is, for example, 100 ° C. from the undoped GaN layer 3 to the n-type A 1 GaN cladding layer 5, and the undoped I n G from the n-type GaN optical waveguide layer 6. 800 ° C up to the aN deterioration prevention layer 8, 800 ° C for the undoped GaN optical waveguide layer 17 and 850 ° C for the p-type A1Gan cap layer 9, p-type A1GaN / G
  • the aN superlattice cladding layer 18 and the p-type GaN contact layer 12 are 100.degree.
  • the carrier gas for example, from ⁇ command one flop G aN layer 3 to the n-type A l G aN cladding layer 5 mixed gas atmosphere of N 2 and H 2, n-type G aN optical waveguide layer 6 p type a 1 G aN Kiya' N 2 atmosphere until flops layer 9, a mixed gas of p-type a 1 G a NZG a N superlattice clad layer 1 8 and p-type G aN contact layer 1 2 N 2 and H 2 Atmosphere.
  • the carrier gas atmosphere is the N 2 atmosphere until the growth of the p-type AlGaN cap layer 9, and since the carrier gas atmosphere does not contain H 2 , the active layer 7 can be prevented from I n is desorbed and c it is possible to prevent deterioration of the active layer 7, p-type a 1 G a n / G a n superlattice cladding layer 1 8 and p-type G Since the carrier gas atmosphere is a mixed gas atmosphere of N 2 and H 2 when growing the aN contact layer 12, these p-type layers can be grown with good crystallinity.
  • the active layer 7, the undoped In GaN degradation preventing layer 8, the AND GaN optical waveguide layer 17, the ⁇ -type Al GaN cap layer 9 and the p-type A 1 G NZG aN Superlattice cladding layer 18 has a structure in which the cladding layers 18 are sequentially in contact, and the thickness of the AND GaN optical waveguide layer 17 is as thin as 20 to 4 11111. Therefore, the same advantages as those of the fifth embodiment can be obtained, and the provision of the undoped InGaN degradation prevention layer 8 adjacent to the active layer 7 makes it possible to obtain the first embodiment. The same advantages can be obtained.
  • Fig. 11 shows the energy band diagram of this GaN semiconductor laser.
  • an undoped GaN optical waveguide layer 17 is provided in contact with the active layer 7, and the p-type A A 1 GaN cap layer 9 is provided, and a p-type GaN optical waveguide layer 10 is provided in contact with the p-type A 1 GaN cap layer 9, and the p-type GaN optical waveguide layer 10 is further provided.
  • It has a structure in which a p-type A 1 G aN / G aN superlattice cladding layer 18 is provided in contact with 10.
  • Other configurations are the same as those of the GaN-based semiconductor laser according to the first and fifth embodiments, and the description thereof will not be repeated.
  • the method of manufacturing the GaN-based semiconductor laser is basically the same as the method of manufacturing the GaN-based semiconductor laser according to the first embodiment.
  • the growth temperature and carrier gas during the growth of each layer Is set as follows. That is, the growth temperature is, for example, 100 ° C. from the undoped GaN layer 3 to the n-type A 1 GaN cladding layer 5, and from the n-type GaN optical waveguide layer 6 to the p-type A 1
  • the temperature is 800 ° C. up to the GaN cap layer 9 and 100 from the p-type GaN optical waveguide layer 10 to the ⁇ -type GaN contact layer 12.
  • the carrier gas for example, from the AND GaN layer 3 to the n-type A 1 GaN cladding layer 5, the mixed gas atmosphere of N 2 and H 2 , the n-type GaN optical waveguide layer 6 To the p-type A 1 G a N cap layer 9 from the N 2 atmosphere, and from the p-type G a N optical waveguide layer 10 to the p-type G N N contact layer 12 to the mixed gas atmosphere of N 2 and H 2. I do.
  • the carrier gas atmosphere is N 2 gas, and since the carrier gas atmosphere does not contain H 2 , the desorption of In from the active layer 7 can be suppressed.
  • p-type G aN optical waveguide layer 1 0, p-type A l G aN / G a N superlattice cladding layer 1 8 and p-type G aN contact layer 1 2 carrier gas atmosphere during the growth N 2 and H Since the mixed gas atmosphere is used, these p-type layers can be grown with good crystallinity.
  • Fig. 12 shows the energy band diagram of this GaN semiconductor laser.
  • an AND InGaN degradation preventing layer 8 is provided in contact with the active layer 7.
  • An undoped GaN optical waveguide layer 17 is provided in contact with the p-type AlGaN cap layer 9 in contact with the AND GaN optical waveguide layer 17, and the p-type A 1 G aN A p-type GaN optical waveguide layer 10 is provided in contact with the cap layer 9, and a p-type A 1 GaN / GaN superlattice cladding layer 18 is in contact with the p-type GaN optical waveguide layer 10. It has a structure provided with.
  • the In composition of the undoped InGaN degradation prevention layer 8 is the same as in the second embodiment.
  • Other configurations are the same as those of the GaN-based semiconductor laser according to the first and fifth embodiments, and a description thereof will be omitted.
  • This method of manufacturing a GaN semiconductor laser is basically the same as that of the first embodiment.
  • the growth temperature and carrier gas during the growth of each layer are set as follows. That is, as for the growth temperature, for example, 100 “" C from the undoped GaN layer 3 to the n-type A1 GaN cladding layer 5, and 800 "for the n-type GaN optical waveguide layer 6 and the active layer 7 ° C, undoped InGaN layer 8 to p-type A 1 GaN cap layer 9 from 860 ° C, p-type GaN optical waveguide layer 10 to P-type GaN contact layer 1
  • the temperature is 1000 ° C. up to 2.
  • the carrier gas is, for example, a mixed gas atmosphere of N 2 and H 2 from the undoped GaN layer 3 to the n-type A 1 GaN cladding layer 5.
  • N-type GaN optical waveguide layer 6 to p-type A 1 GaN cap layer 9 in N 2 atmosphere p-type GaN optical waveguide layer 10 to p-type GaN contact layer 12 Is a mixed gas atmosphere of N 2 and H 2.
  • the carrier gas atmosphere is set to the N 2 atmosphere until the growth of the p-type A 1 G a N cap layer 9.
  • Carrier gas atmosphere Since H 2 is not included, it is possible to suppress the elimination of In from the active layer 7 and prevent the active layer 7 from deteriorating.
  • the p-type a l G aNZG a N growing the superlattice cladding layer 1 8 and p-type G aN contact layer 12 has a carrier gas atmosphere with a mixed gas atmosphere of N 2 and H 2, these; p type
  • the layer can be grown with good crystallinity.
  • the active layer 7, the AND Ip InG aN degradation prevention layer 8, the AND GaN optical waveguide layer 17, the p-type A1 GaN cap layer 9, the p-type GaN The structure is such that the optical waveguide layer 10 and the p-type A 1 GaN / GaN superlattice cladding layer 18 are in contact sequentially, and the thickness of the undoped GaN optical waveguide layer 17 is reduced to 20 to 40 nm. Therefore, the same advantages as in the fifth embodiment can be obtained, and the same effect as in the first embodiment can be obtained by providing the undoped InGaN degradation prevention layer 8 adjacent to the active layer 7. Get the benefits be able to.
  • Fig. 13 shows the energy band diagram of this GaN semiconductor laser.
  • an AND GaN optical waveguide layer 17 is provided in contact with the active layer 7 and in contact with the undoped GaN optical waveguide layer 17.
  • a p-type A 1 G aN / G aN superlattice cap layer 19 is provided, and is in contact with the p-type A 1 G a N / G a N super lattice cap layer 19 to form a p-type G a N optical waveguide layer.
  • 10 is provided, and a p-type A 1 GaN NZG aN superlattice cladding layer 18 is provided in contact with the p-type GaN optical waveguide layer 10.
  • the p-type A 1 G a NZG a N superlattice cap layer 19 is, for example, an undoped A 1 G aN layer having a thickness of 2.5 nm and an A 1 composition of 18% as a barrier layer.
  • the overall thickness is, for example, 100 nm.
  • Other configurations are the same as those of the GaN semiconductor laser according to the first and fifth embodiments, and the description thereof is omitted.
  • the manufacturing method of this GaN semiconductor laser is basically the same as that of the first embodiment. The method is the same as the method of manufacturing the GaN-based semiconductor laser according to the embodiment.
  • the growth temperature and carrier gas during the growth of each layer are set as follows. That is, the growth temperature is, for example, 100 000 from the AND GaN layer 3 to the n-type AIG aN cladding layer 5, and 100 ⁇ m from the n-type GaN optical waveguide layer 6 to the P-type A 1 G a NZG a N
  • the temperature is set to 800 ° C. up to the superlattice cap layer 19, and to 1000 ° C. from the p-type GaN optical waveguide layer 10 to the p-type GaN contact layer 12.
  • the carrier gas for example, from the AND GaN layer 3 to the n-type A 1 GaN cladding layer 5, a mixed gas atmosphere of N 2 and H 2, and the n-type GaN optical waveguide layer 6 to p-type A 1 G a NZ G a N Superlattice cap layer 1
  • the atmosphere up to 9 is an N 2 atmosphere
  • the atmosphere from the p-type GaN optical waveguide layer 10 to the p-type GaN contact layer 12 is a mixed gas atmosphere of N 2 and H 2 .
  • the carrier gas atmosphere is the N 2 atmosphere until the growth of the P-type A 1 G NZG aN superlattice cap layer l 9, and the carrier gas atmosphere does not contain H 2 .
  • These p-type layers can be grown with good crystallinity.
  • the active layer 7, the AND GaN optical waveguide layer 1.7, the p-type A 1 GaN / GaN superlattice cap layer 19, the p-type GaN optical waveguide layer 10 and p-type A 1 G a NZG a N Superlattice cladding layer 18 has a structure in which they are sequentially in contact with each other, and the thickness of the undoped GaN optical waveguide layer 17 is reduced to 20 to 40 nm.
  • a GaN-based semiconductor laser according to a tenth embodiment of the present invention will be described.
  • Fig. 14 shows the energy band diagram of this GaN-based semiconductor laser.
  • an undoped InGaN deterioration preventing layer 8 is provided in contact with the active layer 7 and is in contact with the undoped InGaN deterioration preventing layer 8.
  • An AND G aN optical waveguide layer 1 ⁇ ⁇ is provided, and a p-type A 1 G a NZG a N superlattice cap layer 19 is provided in contact with the AND G a N optical waveguide layer 17.
  • a p-type GaN optical waveguide layer 10 is provided in contact with the p-type A 1 G aN / G aN superlattice cap layer 19, and the p-type GaN optical waveguide layer 10 is further contacted with the p-type GaN optical waveguide layer 10.
  • the method of manufacturing the GaN-based semiconductor laser is basically the same as the method of manufacturing the GaN-based semiconductor laser according to the first embodiment.
  • the growth temperature and carrier gas during the growth of each layer Is set as follows. That is, the growth temperature is, for example, 100 ° C. from the undoped GaN layer 3 to the n-type A 1 GaN cladding layer 5, and the undoped InG a from the n-type GaN optical waveguide layer 6.
  • the carrier gas for example, from the undoped GaN layer 3 to the n-type A 1 GaN cladding layer 5, the mixed gas atmosphere of N 2 and H 2 and the n-type GaN optical waveguide layer 6 N 2 atmosphere until p-type A 1 G aN / G a N superlattice cap layer 19, N 2 and H 2 from p-type GaN optical waveguide layer 10 to p-type GaN contact layer 12 Mixed gas atmosphere.
  • the carrier gas atmosphere is an N 2 atmosphere until the growth of the p-type AlGaNZGaN superlattice cap layer 19, and the carrier gas atmosphere contains H 2.
  • p-type G aN optical waveguide layer 1 0, p-type A l G aN / G a N superlattice cladding layer 1 8 and p-type G aN contact layer 1 2 carrier gas atmosphere during the growth N 2 and H Since the mixed gas atmosphere is used, these p-type layers can be grown with good crystallinity.
  • the active layer 7, the undoped InG GaN degradation preventing layer 8, the undoped GaN optical waveguide layer 17, and the p-type Al GaN / Ga The structure is such that the N superlattice cap layer 19, the p-type GaN optical waveguide layer 10 and the p-type A1G a NZG aN superlattice cladding layer 18 are in contact sequentially, and the thickness of the undoped GaN optical waveguide layer l7 Since the thickness is reduced to 20 to 40 nm, the same advantages as in the fifth embodiment can be obtained.
  • an undoped InGaN degradation prevention layer 8 is provided adjacent to the active layer 7. Thus, advantages similar to those of the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 15 shows an energy band diagram of the GaN semiconductor laser.
  • an AND GaN optical waveguide layer 17 is provided in contact with the active layer 7, and the undoped GaN optical waveguide layer 17 is provided.
  • a p-type A 1 G aN / G a N superlattice cap layer 19 is provided in contact with the p-type A 1 G a N / G a N superlattice cap layer 19. It has a structure in which a 1 G aNZG aN superlattice cladding layer 18 is provided.
  • Other configurations are the same as those of the GaN-based semiconductor laser according to the first, fifth, and ninth embodiments, and a description thereof will not be repeated.
  • the method of manufacturing the GaN-based semiconductor laser is basically the same as the method of manufacturing the GaN-based semiconductor laser according to the first embodiment, but in this case, in particular, the growth temperature and carrier gas during the growth of each layer.
  • the growth temperature is, for example, 100 ° C. from the undoped GaN layer 3 to the n-type A 1 GaN cladding layer 5, and the n-type GaN optical waveguide 800 ° C from layer 6 to ⁇ -type Al G aN / G a N superlattice cap layer 19, 100 o from p-type GaN optical waveguide layer 10 to p-type GaN contact layer 12 shall be the.
  • the carrier gas for example, a mixed gas atmosphere until the undoped G aN layer 3 or et n-type a 1 G a n clad layer 5 and the n 2 and H 2, n-type G aN waveguide From layer 6 p-type A 1 G a N / G a N superlattice cap layer 1 Up to 9, an N 2 atmosphere is used, and from the p-type GaN optical waveguide layer 10 to the p-type GaN contact layer 12, a mixed gas atmosphere of N 2 and H 2 is used.
  • a mixed gas atmosphere of N 2 and H 2 is used.
  • the carrier gas atmosphere is the N 2 atmosphere until the growth of the p-type A 1 G a N / G a N superlattice cap layer l 9, and the carrier gas atmosphere contains H 2. Since it is not included, the elimination of In from the active layer 7 can be suppressed, and the deterioration of the active layer 7 can be prevented. Moreover, since a mixed gas atmosphere of p-type A l G a NZG a N superlattice cladding layer 1 8 and p-type G a N Conta click coat layer 1 2 of the carrier gas atmosphere during the growth N 2 and H 2 These P-type layers can be grown with good crystallinity.
  • the active layer 7, the undoped GaN optical waveguide layer 17, the p-type A 1 GaN / G aN superlattice cap layer 19 and the p-type A 1 GaN / G aN superlattice cladding layer 18 has a structure in which the cladding layers 18 are sequentially in contact with each other, and the thickness of the AMP GaN optical waveguide layer 17 is as thin as 20 to 40 nm. The same advantages can be obtained.
  • Fig. 16 shows the energy band diagram of this GaN semiconductor laser.
  • an AND InP GaN degradation prevention layer 8 is provided in contact with the active layer 7, and the AND GaN degradation is prevented.
  • An undoped GaN optical waveguide layer 17 is provided in contact with the prevention layer 8, and a p-type Al GaN / GaN superlattice cap layer 19 is provided in contact with the undoped GaN optical waveguide layer 17.
  • the p-type AlGaN / GaN superlattice cladding layer 18 is provided in contact with the p-type AlGaN / GaN superlattice cap layer 19.
  • the In composition of the AND In InGaN deterioration preventing layer 8 is the same as that of the second embodiment.
  • Other configurations are the first, Since it is the same as the GaN semiconductor laser according to the fifth and ninth embodiments, the description is omitted.
  • the method for manufacturing the GaN-based semiconductor laser is basically the same as the method for manufacturing the GaN-based semiconductor laser according to the first embodiment.
  • the growth temperature is, for example, undoped G a n layer 3 of n-type a 1 G a n until the cladding layer 5 is 1 0 0 0 ° C, n-type G a n optical
  • the temperature from the wave layer 6 to the undoped InGaN deterioration preventing layer 8 is 800 ° C., and the GaN optical waveguide layer 17 and!
  • Type A 1 G aN / G a N superlattice cap layer 19 is 880 ° C., and from p-type GaN optical waveguide layer 10 to p-type GaN contact layer 12 is 100 °. C.
  • the carrier gas for example, undoped G a mixed gas atmosphere of from N layer 3 to the n-type A 1 G a N clad layer 5 and the N 2 and H 2, n-type G a N optical waveguide layer 6 N 2 atmosphere, p-type A 1 G a NZG a N superlattice cladding layer 18 and p-type G a N contact layer 12 are N 2 and H A mixed gas atmosphere with 2 .
  • the carrier gas atmosphere is the N 2 atmosphere until the growth of the p-type AlGaN / G aN superlattice cap layer 19, and the carrier gas atmosphere contains H 2. Therefore, it is possible to suppress the elimination of In from the active layer 7 and prevent the active layer 7 from deteriorating. Since the carrier gas atmosphere is a mixed gas atmosphere of N 2 and H 2 during the growth of the p-type A 1 G NZG aN superlattice cladding layer 18 and the p-type GaN contact layer 12, these p-type The layer can be grown with good crystallinity.
  • the layer 18 has a structure in which the layers 18 are sequentially in contact with each other, and the thickness of the AND optical waveguide layer 17 is reduced to 20 to 40 nm, the same advantages as those of the fifth embodiment can be obtained.
  • the same advantages as in the first embodiment can be obtained by providing the AND InP GaN degradation prevention layer 8 adjacent to the active layer 7.
  • the numerical values, structures, substrates, raw materials, processes, and the like described in the above-described first to 12th embodiments are merely examples, and different numerical values, structures, substrates, and raw materials may be used as necessary.
  • a process or the like may be used.
  • the n-type layer forming the laser structure is first laminated on the substrate, and the p-type layer is laminated thereon.
  • the stacking order may be reversed so that a p-type layer is first stacked on a substrate, and an n-type layer is stacked thereon.
  • a c-plane sapphire substrate is used.
  • a substrate or the like may be used.
  • an A1N buffer layer or an A1GaN buffer layer may be used instead of the GaN buffer layer.
  • the present invention relates to a DH (Double Heterostructure) It can be applied not only to the manufacture of a GaN-based semiconductor laser having a structure but also to the manufacture of a GaN-based light-emitting diode, and further to a GaN-based FET or a GaN-based heterojunction bipolar transistor. (HBT) and other nitrides I
  • the present invention may be applied to an electron transit device using a II-V group compound semiconductor.
  • H 2 gas is used as a carrier gas when growing by MOCVD.
  • another carrier gas for example, H 2 and N 2 is used. 2 or a mixed gas with He, Ar gas or the like may be used.
  • the active layer composed of the first nitride III-V compound semiconductor containing In and Ga or the active layer composed of the first nitride III-V compound semiconductor An intermediate layer made of a second nitride III-V compound semiconductor containing In and Ga different from the first nitride III-V compound semiconductor is provided in contact with the layer.
  • the intermediate layer can greatly reduce the stress generated in the active layer or the layer made of the first nitride III-V compound semiconductor by the cap layer or the like, or the p-type layer of the p-type layer Diffusion into the Mg active layer or the first nitride III-V compound semiconductor layer used as a punt can be effectively suppressed, and the initial degradation rate is sufficiently low.
  • a semiconductor light-emitting element using a nitride-based III-V compound semiconductor with very little unevenness in light emission, or a semiconductor device using a nitride-based III-V compound semiconductor with a long life and extremely little change over time is realized. can do. Further, according to the manufacturing method according to the present invention, such a semiconductor light emitting element and a semiconductor device can be easily manufactured.
  • the optical waveguide layer or the first layer is compared with the case where the cap layer is provided adjacent to the active layer or the cap layer is provided via the intermediate layer on the active layer. Since the crystallinity of the optical waveguide layer can be improved, or the thickness of these optical waveguide layers or the first optical waveguide layer can be optimized, a long life and, in particular, a semiconductive layer can be obtained.
  • Semiconductor lasers have high symmetry of the light intensity distribution in the far-field image and can improve the radiation angle aspect ratio.
  • a semiconductor device using a long-life nitride III-V compound semiconductor can be realized. Further, according to the manufacturing method according to the present invention, such a semiconductor light emitting device and a semiconductor device can be easily manufactured.

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Description

明 細 書 半導体発光素子およびその製造方法ならびに半導体装置およびその 製造方法 技術分野
この発明は、 半導体発光素子およびその製造方法ならびに半導体装 置お'よびその製造方法に関し、 特に、 窒化物系 I I I一 V族化合物半導 体を用いた半導体レ一ザや発光ダイォードあるいは電子走行素子に適用 して好適なものである。 背景技術
近年、 光ディスクの高密度化に必要である青色領域から紫外線領域 におよぶ発光が可能な半導体レーザとして、 A l G a I nNなどの窒化 物系 I I I一 V族化合物半導体を用いた半導体レ一ザの研究開発が盛ん に行われている。
この窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体を用いた半導体レーザとし て、 特許第 2 7 8 0 6 9 1号および特許第 2 7 3 50 5 7号に開示され たものがある。 前者の半導体レーザは、 I nおよび G aを含む窒化物半 導体よりなり、 第 1および第 2の面を有する量子井戸構造の活性層を備 え、 この活性層の第 1の面に接して I nx G a 1 --x N ( 0≤ x< 1 ) よりなる n型窒化物半導体層を備え、 活性層の第 2の面に接して A 1 y G a x_y N (0<y< l ) よりなる p型窒化物半導体層を備えている ( また、 後者の半導体レーザは、 I nおよび G aを含む窒化物半導体より なり、 第 1および第 2の面を有する活性層と、 この活性層の第 2の面側 に設けられた P型 G a Nよりなる p型コンタクト層との間に、 活性層よ りもバンドギヤップエネルギーが大きく、 かつ I nおよび G aを含む p 型窒化物半導体よりなる第 1の P型クラッド層を備え、 この第 1の p型 クラッド層が活性層の第 2の面に接して形成されている。
しかしながら、 本発明者の検討によれば、 上記の特許第 2 7 8 0 6 9 1号に開示された技術により半導体レーザを製造した場合には、 レ一 ザの寿命試験において初期劣化率が高く、 時間の増加とともに動作電流 が徐々に増大する傾向が見られた。 また、 エレクトロルミネッセンス発 光においても、 顕著な発光むらが観測された。
一方、 上記の特許第 2 7 3 5 0 5 7号に開示された技術により製造 した半導体レーザでは、 さらに顕著な初期劣化率の増大が見られた。 したがって、 この発明が解決しょうとする課題は、 初期劣化率が十 分に低くて長寿命で、 動作電流の経時変化が極めて少なく、 発光むらも 極めて少ない、 窒化物系 I I I - V族化合物半導体を用いた半導体発光 素子およびそのような半導体発光素子を容易に製造することができる半 導体発光素子の製造方法を提供することにある。
より一般的には、 この発明が解決しょうとする課題は、 長寿命で経 時変化も極めて少ない、 窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体を用いた半 導体装置およびそのような半導体装置を容易に製造することができる半 導体装置の製造方法を提供することにある。
この発明が解決しょうとする他の課題は、 光導波層の結晶性を良好 とすることができることにより長寿命で、 しかも特に半導体レーザでは 遠視野像における光強度分布の対称性が高く、 放射角 （ビーム拡がり 角） のァスぺクト比の低減を図ることができる、 窒化物系 I I I — V族 化合物半導体を用いた半導体発光素子およびそのような半導体発光素子 を容易に製造することができる半導体発光素子の製造方法を提供するこ とにある。 より一般的には、 この発明が解決しょうとする他の課題は、 長寿命 で特性の良好な、 窒化物系 I I I - V族化合物半導体を用いた半導体装 置およびそのような半導体装置を容易に製造することができる半導体装 置の製造方法を提供することにある。 発明の開示
本発明者は、 上記課題を解決するために鋭意検討を行った。 その概 要について説明すると、 次のとおりである。
窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体を用いた半導体レーザにおいては、 一般的に、 I n G a Nなどからなる活性層上に 1 0 0 0 程度の高い成 長温度で P型光導波層や； P型クラッド層を成長させる際に、 活性層から の I nの脱離による劣化を防止したり、 活性層に注入される電子のォ一 バ一フローを防止したりするために、 活性脣を成長させた後に A 1組成 が約 0 . 2程度と高い厚さ 2 0 n m程度の p型 A 1 G a Nからなるキヤ ップ層を活性層と同じ温度で成長させ、 その後に成長温度を上げて p型 光導波層や P型クラッド層を成長させるようにしている。 ところが、 本 発明者の知見によれば、 この構造では、 I nの脱離による活性層の劣化 は抑えられるものの、 キヤップ層と活性層との格子定数差がかなり大き いため、 キャップ層に接している活性層に大きな応力が発生し、 これが 活性層の劣化の原因となる。 また、 p型層の p型ドーパントとしては M gが一般的に用いられているが、 この p型層中の M gが活性層に拡散す ることも、 活性層の劣化の原因となる。
本発明者は、 種々実験を行った結果、 活性層とキャップ層との間に I n G a Nなどの I nおよび G aを含む窒化物系 I I I —V族化合物半 導体層を介在させることにより、 これらの問題を一挙に解決することが できることを見い出した。 さらに検討を行った結果、 多重量子井戸構造の活性層の最上層の障壁 層を成長させた後、 I n原料の流量を同一に保って、 I n G a Nなどの I nを含む窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体を成長させる場合、 その I n量を成長温度で良好に制御することができることを見い出した。 そ して、 これを利用すれば、 I n G a Nなどの I nを含む窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体を成長させる場合、 成長中に成長温度を上昇させる ことが可能となり、 それによつてキヤップ層の成長温度を高くすること ができることにより結晶性がより向上することから、 キャップ層の厚さ をより小さくすることができ、 最も顕著な場合には、 活性層からの I n の離脱を防止する目的だけに限ると、 キャップ層を設ける必要さえなく すことができる。
一方、 上述のキャップ層をレーザ構造、 より具体的には活性層と p 型クラッド層との間のどの位置に設けるかについては、 まだ改善の余地 がある。 そこで、 キャップ層を設ける位置の最適化を、 設計の自由度の 確保を考慮しつつ行った。 その結果、 光導波層の結晶性を良好にしたり. 遠視野像における光強度分布の対称性の向上を図ったりする観点から、 いくつかの最適位置を見い出した。 さらに、 キャップ層を設ける位置の 最適化に加えて、 活性層に接して上述の I n G a Nなどの I nおよび G aを含む窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体層を設けることにより、 様々な効果を得ることができることを見い出した。
以上は半導体レーザについてであるが、 同様な層構造を有する限り , 発光ダイオードやトランジスタのような電子走行素子などの半導体装置 全般に有効と考えられる。
この発明は、 本発明者による以上の検討に基づいてさらに検討を行つ た結果、 案出されたものである。
すなわち、 上記課題を解決するために、 この発明の第 1の発明は、 I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からな る中間層と、
中間層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族 化合物半導体からなるキャップ層とを有する
ことを特徴とする半導体発光素子である。
この発明の第 2の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体か らなる活性層と、
活性層に接した、 第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I— V族化合物半導体からな る中間層と、
中間層に接した、 光導波層またはクラッド層として用いられる G aを 含む第 5の窒化物系 I I I一 V族化合物半導体からなる p型層とを有す る
ことを特徴とする半導体発光素子である。
この発明の第 3の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I— V族化合物半導体からな る中間層と、
中間層に接した A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなるキャップ層とを有する半導体発光素子の製造方法で あって、
活性層を成長させた後、 成長温度を上昇させながら中間層を成長させ るようにした
ことを特徴とするものである。
この発明の第 4の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 第 1の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からな る中間層と、
中間層に接した、 光導波層またはクラッド層として用いられる G aを 含む第 5の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる p型層とを有す る半導体発光素子の製造方法であって、
活性層を成長させた後、 成長温度を上昇させながら中間層を成長させ るようにした
ことを特徴とするものである。
この発明の第 5の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層に接した、 第 1 の窒化物系 I I I—V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる中間層と、
中間層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族 化合物半導体からなるキャップ層とを有する
ことを特徴とする半導体装置である。
この発明の第 6の発明は、 I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 第 1 の窒化物系 I I I—V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる中間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 5の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる P型層とを有する
ことを特徴とする半導体装置である。
この発明の第 7の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 第 1 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる中間層と、
中間層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I— V族 化合物半導体からなるキャップ層とを有する半導体装置の製造方法であ つて、
第 1の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなる層を成長させた後， 成長温度を上昇させながら中間層を成長させるようにした
ことを特徴とするものである。
この発明の第 8の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層に接した、 第 1 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなる中間層と、 中間層に接した、 G aを含む第 5の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる P型層とを有する半導体装置の製造方法であって、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層を成長させた後， 成長温度を上昇させながら中間層を成長させるようにした
ことを特徴とするものである。
この発明において、 I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体および第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体は、 I nおよび G a以外の I I I族元素、 例えば A 1や Bなどを含むことも あり、 V族元素として A sや Pなどを含むこともある。 また、 A 1およ び G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体は、 A 1および G a以外の I I I族元素、 例えば I nや Bなどを含むこともあり、 V族 元素として A sや Pなどを含むこともある。 また、 G aを含む第 4の窒 化物系 I I I 一 V族化合物半導体および第 5の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体は、 G a以外の I I I族元素、 例えば I nや A 1や Bなどを 含むこともあり、 V族元素として A sや Pなどを含むこともある。
中間層を構成する第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体は、 典 型的には、 I n x G a N (ただし、 0≤χ < 1 ) である。 中間層 は、 典型的にはアンドープであり、 通常 n型である。 キャップ層を構成 する第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体は、 典型的には、 A l y G a , _ y N (ただし、 0≤y < l ) である。 キャップ層を設けること による効果を十分に得る観点から、 好適にはキャップ層の厚さは 2 n m 以上とする。 一方、 キャップ層の厚さが大きすぎると、 その組成によつ ては結晶性が劣化することから、 これを防止するために、 好適にはキヤ ップ層の厚さは 1 0 n m以下とする。 キャップ層に接した、 G aを含む 第 4の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる p型層を有すること もあり、 この p型層を構成する第 4の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体は、 例えば、 G a Nまたは I n z G a z N (ただし、 0≤ ζ < 1) である。
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる活性層または第 1の窒化物系 I I I一 V族化合物半導体からなる層は、 典型的には、 井 戸層と障壁層とからなる多重量子井戸構造を有し、 中間層の I n組成は 障壁層の I n組成と同じか、 または、 より小さい。 I n組成の分布は各 種のものであってよいが、 成長温度を徐々に上昇させながら中間層を成 長させることにより、 第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からな る活性層または第 1の窒化物系 I I I一 V族化合物半導体からなる層か ら離れるにしたがって I n組成が徐々に減少する中間層を得ることがで きる。 典型的には、 中間層に含まれる I nは、 5 X 1 019 c m—3以下 である。 中間層の厚さは、 その組成の選択との兼ね合いで、 この中間層 による活性層または第 1の窒化物系 I I I一 V族化合物半導体層の劣化 防止効果を有効に得ることができるように決定されるが、 一般的には 8 nm以上、 好適には 1 0 nm以上に選ばれる。
第 4の窒化物系 I I I —V族化合物半導体からなる p型層中には、 典型的には I nが 1 X 1 017 c m- 3以上 5 X 1 019 c m- 3以下含まれ る。
窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体層を成長させる基板としては， 種々のものを用いることができ、 具体的には、 サファイア基板、 S i C 基板、 S i基板、 G aA s基板、 G a P基板、 I n P基板、 スピネル基 板、 酸化シリコン基板などのほか、 厚い G a N層などの窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体層からなる基板を用いてもよい。
窒化物系 I I I —V族化合物半導体の成長方法としては、 例えば、 有機金属化学気相成長 （MOCVD) 、 ハイドライド気相ェピタキシャ ル成長またはハライド気相ェピタキシャル成長 （HVP E) などを用い ることができる。
半導体装置は、 具体的には、 例えば、 半導体レーザや発光ダイオード のような発光素子あるいは F E Tやへテロ接合バイポーラトランジスタ などの電子走行素子である。
この発明の第 9の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる光導波層と、
光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I— V 族化合物半導体からなるキャップ層と、
キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体か らなる P型クラッド層とを有する
ことを特徴とする半導体発光素子である。
この発明の第 1 0の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I— V族化合物半導体からな る中間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I— V族化合物半導 体からなる光導波層と、
光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V 族化合物半導体からなるキャップ層と、
キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体か らなる P型クラッド層とを有する
ことを特徴とする半導体発光素子である。
この発明の第 1 1の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる第 1の光導波層と、
第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなるキャップ層と、
キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I—V族化合物 半導体からなる第 2の光導波層と、
第 2の光導波層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる p型クラッド層とを有する
ことを特徴とする半導体発光素子である。
この発明の第 1 2の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からな る中間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる第 1の光導波層と、
第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなるキャップ層と、 キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる第 2の光導波層と、
第 2の光導波層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる p型クラッド層とを有する
ことを特徴とする半導体発光素子である。
この発明の第 1 3の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる第 1の光導波層と、
第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキヤッ プ層と、
キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる第 2の光導波層と、
第 2の光導波層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる！)型クラッド層とを有する
ことを特徴とする半導体発光素子である。
この発明の第 1 4の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からな る中間層と、 中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる第 1の光導波層と、
第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキヤッ プ層と、
キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I _ V族化合物 半導体からなる第 2の光導波層と、
第 2の光導波層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる p型クラッド層とを有する
ことを特徴とする半導体発光素子である。
この発明の第 1 5の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる光導波層と、
光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V 族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体か らなる P型クラッド層とを有する
ことを特徴とする半導体発光素子である。
この発明の第 1 6の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む中間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I— V族化合物半導 体からなる光導波層と、
光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V 族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と, キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体か らなる P型クラッド層とを有する
ことを特徴とする半導体発光素子である。
この発明の第 1 7の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる光導波層と、
光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I— V 族化合物半導体からなるキヤップ層と、
キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体か らなる p型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であって、 活性層、 光導波層およびキャップ層は、 実質的に水素を含まず、 窒素 を主成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長させ、
P型クラッド層は、 窒素と水素とを主成分とするキヤリァガス雰囲気 中で成長させるようにした
ことを特徴とするものである。
この発明の第 1 8の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I—V族化合物半導 体からなる光導波層と、
光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V 族化合物半導体からなるキャップ層と、
キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体か らなる p型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であって、 活性層、 光導波層およびキャップ層を p型クラッド層の成長温度より も低い成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とするものである。
この発明の第 1 9の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からな る中間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる光導波層と、
光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I— V 族化合物半導体からなるキヤップ層と、
キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I—V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体か らなる P型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であって、 活性層、 中間層、 光導波層およびキャップ層は、 実質的に水素を含ま ず、 窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気中で成長させ、 P型クラッド層は、 窒素と水素とを主成分とするキャリアガス雰囲気 中で成長させるようにした
ことを特徴とするものである。
この発明の第 2 0の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I —V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からな る中間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる光導波層と、
光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I—V 族化合物半導体からなるキャップ層と、
キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I—V族化合物半導体か らなる p型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であって、 活性層、 中間層、 光導波層およびキャップ層を p型クラッド層の成長 温度よりも低い成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とするものである。
ここで、 典型的には、 活性層および中間層は、 光導波層およびキヤ ップ層の成長温度よりも低い成長温度で成長させる。
この発明の第 2 1の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる第 1の光導波層と、 第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなるキャップ層と、
キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる第 2の光導波層と、
第 2の光導波層に接した、 第 3の窒化物系 I I I— V族化合物半導体 と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる P型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であつ て、
活性層、 第 1の光導波層およびキャップ層は、 実質的に水素を含まず. 窒素を主成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長させ、
第 2の光導波層および p型クラッド層は、 窒素と水素とを主成分とす るキヤリァガス雰囲気中で成長させるようにした
ことを特徴とするものである。
この発明の第 2 2の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる第 1の光導波層と、
第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなるキャップ層と、
キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I —V族化合物 半導体からなる第 2の光導波層と、
第 2の光導波層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる p型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であつ て、 活性層、 第 1の光導波層およびキャップ層を第 2の光導波層および p 型クラッド層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるようにした ことを特徴とするものである。
この発明の第 2 3の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からな る中間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる第 1の光導波層と、
第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなるキャップ層と、
キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる第 2の光導波層と、
第 2の光導波層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる P型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であつ て、
活性層、 中間層、 第 1の光導波層およびキャップ層は、 実質的に水素 を含まず、 窒素を主成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長させ、 第 2の光導波層および p型クラッド層は、 窒素と水素とを主成分とす るキヤリァガス雰囲気中で成長させるようにした
ことを特徴とするものである。
この発明の第 2 4の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 第 1の窒化物系 I I I一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からな る中間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる第 1の光導波層と、
第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなるキヤップ層と、
キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる第 2の光導波層と、
第 2の光導波層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I _ V族化合物半導 体からなる P型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であつ て、
活性層、 中間層、 第 1の光導波層およびキャップ層を第 2の光導波 層および p型クラッド層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるよ うにした
ことを特徴とするものである。
ここで、 典型的には、 活性層は、 中間層、 第 1の光導波層およびキ ャップ層の成長温度よりも低い成長温度で成長させる。
この発明の第 2 5の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる第 1の光導波層と、
第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子から.なるキヤッ プ層と、
キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる第 2の光導波層と、
第 2の光導波層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる p型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であつ て、
活性層、 第 1の光導波層およびキャップ層は、 実質的に水素を含まず. 窒素を主成分とするキヤリアガス雰囲気中で成長させ、
第 2の光導波層および p型クラッド層は、 窒素と水素とを主成分とす るキヤリァガス雰囲気中で成長させるようにした
ことを特徴とするものである。
この発明の第 2 6の発明は、
I nおよび G を含む第 1の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる第 1の光導波層と、
第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキヤッ プ層と、
キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I— V族化合物 半導体からなる第 2の光導波層と、
第 2の光導波層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる p型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であつ て、
活性層、 第 1の光導波層およびキャップ層を第 2の光導波層および p 型クラッド層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるようにした ことを特徴とするものである。
この発明の第 2 7の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I — V族化合物半導体からな る中間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる第 1の光導波層と、
第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキヤッ プ層と、
キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる第 2の光導波層と、
第 2の光導波層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる P型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であつ て、
活性層、 中間層、 第 1の光導波層およびキャップ層は、 実質的に水 素を含まず、 窒素を主成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長させ、 第 2の光導波層および p型クラッド層は、 窒素と水素とを主成分とす るキャリアガス雰囲気中で成長させるようにした
ことを特徴とするものである。 この発明の第 2 8の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からな る中間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる第 1の光導波層と、
第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキヤッ プ層と、
キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる第 2の光導波層と、
第 2の光導波層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる P型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であつ て、
活性層、 中間層、 第 1の光導波層およびキャップ層を第 2の光導波層 および P型クラッド層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるよう にした
ことを特徴とするものである。
ここで、 典型的には、 活性層および中間層は、 第 1の光導波層および キャップ層の成長温度よりも低い成長温度で成長させる。
この発明の第 2 9の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体から なる活性層と、 活性層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I _ V族化合物半導 体からなる光導波層と、
光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I—V 族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と. キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体か らなる P型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であって、 活性層、 光導波層およびキャップ層は、 実質的に水素を含まず、 窒素 を主成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長させ、
p型クラッド層は、 窒素と水素とを主成分とするキャリアガス雰囲気 中で成長させるようにした
ことを特徴とするものである。
この発明の第 3 0の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I _ V族化合物半導 体からなる光導波層と、
光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I—V 族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体か らなる P型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であって、 活性層、 光導波層およびキャップ層を p型クラッド層の成長温度より も低い成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とするものである。
この発明の第 3 1の発明は、 I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む中間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I— V族化合物半導 体からなる光導波層と、
光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I—V 族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体か らなる P型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であって、 活性層、 中間層、 光導波層およびキャップ層は、 実質的に水素を含ま ず、 窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気中で成長させ、
P型クラッド層は、 窒素と水素とを主成分とするキャリアガス雰囲気 中で成長させるようにした
ことを特徴とするものである。
この発明の第 3 2の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる活性層と、
活性層に接した、 第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む中間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる光導波層と、
光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V 族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体か らなる P型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法であって、 活性層、 中間層、 光導波層およびキャップ層を p型クラッド層の成長 温度よりも低い成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とするものである。
ここで、 典型的には、 活性層および中間層は、 光導波層およびキヤッ プ層の成長温度よりも低い成長温度で成長させる。
この発明の第 3 3の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなる層に接した、 G a を含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層と、
第 6の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなるキ ヤップ層と、
キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I— V族化合物半導体か らなる P型層とを有する
ことを特徴とする半導体装置である。
この発明の第 3 4の発明は、.
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 第 1 の窒化物系 I I I—V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる中間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなるキ ャップ層と、
キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体か らなる P型層とを有する
ことを特徴とする半導体装置である。
この発明の第 3 5の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなる層に接した、 G a を含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層と、
第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなるキ ャップ層と、
キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層と、
第 9の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなる層に接した、 第 3 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる p型層とを有する ことを特徴とする半導体装置である。
この発明の第 3 6の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 第 1 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる中間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなるキ ャップ層と、
キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層と、
第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 第 3 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる p型層とを有する ことを特徴とする半導体装置である。
この発明の第 3 7の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 G a を含む第 8の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層と、
第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁 層が形成された超格子からなるキャップ層と、
キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層と、
第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 第 3 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる p型層とを有する ことを特徴とする半導体装置である。
この発明の第 3 8の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層と、 '
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 第 1 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる中間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁 層が形成された超格子からなるキャップ層と、
キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I—V族化合物 半導体からなる層と、
第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 第 3 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる p型層とを有する ことを特徴とする半導体装置である。
この発明の第 3 9の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 G a を含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層と、
第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁 層が形成された超格子からなるキャップ層と、 キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I— V族化合物半導体か らなる P型層とを有する
ことを特徴とする半導体装置である。
この発明の第 4 0の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなる層に接した、 第 1 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む中 間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I—V族化合物半導 体からなる層と、
第 6の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I—V族化合物半導体により障壁 層が形成された超格子からなるキャップ層と、
キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I— V族化合物半導体か らなる P型層とを有する
ことを特徴とする半導体装置である。
この発明の第 4 1の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 G a を含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層と、
第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなるキ ャップ層と、
キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体か らなる P型層とを有する半導体装置の製造方法であって、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 第 6の窒化物 系 I I I—V族化合物半導体からなる層およびキャップ層は、 実質的に 水素を含まず、 窒素を主成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長させ、
P型層は、 窒素と水素とを主成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長 させるようにした
ことを特徵とするものである。
この発明の第 4 2の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 G a を含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層と、
第 6の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなるキ ヤップ層と、
キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体か らなる P型層とを有する半導体装置の製造方法であって、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 第 6の窒化物 系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および上記キャップ層を p型層 の成長温度よりも低い成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とするものである。
この発明の第 4 3の発明は、 I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 第 1 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる中間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
第 6の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなるキ ヤップ層と、
キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体か らなる P型層とを有する半導体装置の製造方法であって、
第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層、 中間層、 第 6 の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなる層およびキャップ層は、 実質的に水素を含まず、 窒素を主成分とするキヤリアガス雰囲気中で成 長させ、 .
P型層は、 窒素と水素とを主成分とするキヤリアガス雰囲気中で成長 させるようにした
ことを特徴とするものである。
この発明の第 4 4の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 第 1 の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる中間層と、 中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなるキ ヤップ層と、
キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I—V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体か らなる P型層とを有する半導体装置の製造方法であって、
第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層、 中間層、 第 6 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層およびキャップ層を p 型層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とするものである。
ここで、 典型的には、 第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層および中間層は、 第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層およびキヤップ層の成長温度よりも低い成長温度で成長させる。 この発明の第 4 5の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 G a を含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層と、 第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなるキ ャップ層と、
キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層と、
第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 第 3 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる p型層とを有する半導 体装置の製造方法であって、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 第 8の窒化物 系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層およびキャップ層は、 実質的に 水素を含まず、 窒素を主成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長させ、 第 9の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層および p型層は. 窒素と水素とを主成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長させるように した
ことを特徴とするものである。
この発明の第 4 6の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 G a を含む第 8の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなる層と、
第 8の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなるキ ャップ層と、
キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層と、
第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 第 3 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる p型層とを有する半導 体装置の製造方法であって、
第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層、 第 8の窒化物 系 I I I—V族化合物半導体からなる層およびキャップ層を第 9の窒化 物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および p型層の成長温度より も低い成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とするものである。
この発明の第 4 7の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 第 1 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる中間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I— V族化合物半導 体からなる層と、
第 8の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなるキ ヤップ層と、
キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層と、
第 9の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層に接した、 第 3 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる p型層とを有する半導 体装置の製造方法であって、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 中間層、 第 8 の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層およびキャップ層は、 実質的に水素を含まず、 窒素を主成分とするキヤリァガス雰囲気中で成 長させ、
第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および p型層は, 窒素と水素とを主成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長させるように した
ことを特徴とするものである。
この発明の第 4 8の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 第 1 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる中間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
第 8の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなるキ ャップ層と、
キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層と、
第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 第 3 の窒化物系 I I I—V族化合物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる p型層とを有する半導 体装置の製造方法であって、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 中間層、 第 8 の窒化物系 I I I一 V族化合物半導体からなる層およびキャップ層を第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および p型層の成長 温度よりも低い成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とするものである。
ここで、 典型的には、 第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層は、 中間層、 第 8の窒化物系 I I I一 V族化合物半導体からなる 層およびキヤップ層の成長温度よりも低い成長温度で成長させる。
この発明の第 4 9の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 G a を含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層と、
第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁 層が形成された超格子からなるキャップ層と、
キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層と、
第 9の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層に接した、 第 3 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる p型層とを有する半導 体装置の製造方法であって、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 第 8の窒化物 系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層およびキャップ層は、 実質的に 水素を含まず、 窒素を主成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長させ、 第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および p型クラ ッド層は、 窒素と水素とを主成分とするキャリアガス雰囲気中で成長さ せるようにした
ことを特徴とするものである。
この発明の第 5 0の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 G a を含む第 8の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなる層と、 第 8の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁 層が形成された超格子からなるキヤップ層と、
キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層と、
第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 第 3 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる p型層とを有する半導 体装置の製造方法であって、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 第 8の窒化 物系 I I I—V族化合物半導体からなる層および上記キャップ層を第 9 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および上記 p型層の成 長温度よりも低い成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とするものである。
この発明の第 5 1の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層に接した、 第 1 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる中間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁 層が形成された超格子からなるキャップ層と、 キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層と、
第 9の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層に接した、 第 3 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる p型層とを有する半導 体装置の製造方法であって、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 中間層、 第 8 の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層およびキャップ層は、 実質的に水素を含まず、 窒素を主成分とするキヤリァガス雰囲気中で成 長させ、
第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および p型層は, 窒素と水素とを主成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長させるように した
ことを特徴とするものである。
この発明の第 5 2の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 第 1 の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる中間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I _ V族化合物半導 体からなる層と、
第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁 層が形成された超格子からなるキャップ層と、
キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層と、
第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 第 3 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる p型層とを有する半導 体装置の製造方法であって、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 中間層、 第 8 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層およびキャップ層を第 9の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層および p型層の成長 温度よりも低い成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とするものである。
ここで、 典型的には、 第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層および中間層は、 第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層およびキャップ層よりも低い成長温度で成長させる。
この発明の第 5 3の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 G a を含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層と、
第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁 層が形成された超格子からなるキャップ層と、
キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体か らなる P型層とを有する半導体装置の製造方法であって、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 第 6の窒化物 系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層およびキャップ層は、 実質的に 水素を含まず、 窒素を主成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長させ、 P型層は、 窒素と水素とを主成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長 させるようにした
ことを特徴とするものである。
この発明の第 5 4の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 G a を含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層と、 第 6の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I一 V族化合物半導体により障壁 層が形成された超格子からなるキャップ層と、
キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I— V族化合物半導体か らなる p型層とを有する半導体装置の製造方法であって、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 第 6の窒化物 系 I I I一 V族化合物半導体からなる層およびキャップ層を p型層の成 長温度よりも低い成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とするものである。
この発明の第 5 5の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 第 1 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む中 間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
第 6の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁 層が形成された超格子からなるキャップ層と、
キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異 なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体か らなる P型層とを有する半導体装置の製造方法であって、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 中間層、 第 6 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層およびキャップ層は、 実質的に水素を含まず、 窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気中で成 長させ、
P型層は、 窒素と水素とを主成分とするキヤリアガス雰囲気中で成長 させるようにした
ことを特徴とするものである。
この発明の第 5 6の発明は、
I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層と、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 第 1 の窒化物系 I I I—V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む中 間層と、
中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1 および G aを含む第 3の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体により障壁 層が形成された超格子からなるキャップ層と、
キャップ層に接した、 第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と 異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 からなる P型層とを有する半導体装置の製造方法であって、
第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 中間層、 第 6 の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層およびキャップ層を p 型クラッド層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とするものである。
ここで、 典型的には、 第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層および中間層は、 第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体から なる層およびキャップ層の成長温度よりも低い成長温度で成長させる。
この発明の第 9〜第 5 6の発明において、 G aを含む第 6の窒化物 系 I I I 一 V族化合物半導体、 第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体および第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体は、 G a以外の I I I族元素、 例えば I nや A 1や Bなどを含むこともあり、 V族元素とし て A sや Pなどを含むこともある。 また、 A 1および G aを含む第 7の 窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体は、 A 1および G a以外の I I I族 元素、 例えば I nや Bなどを含むこともあり、 V族元素として A sや P などを含むこともある。
この発明の第 9〜第 5 6の発明において、 典型的には、 キャップ層 のパンドギャップは P型クラッド層あるいは P型層のバンドギャップよ り大きい。 キャップ層を設けることによる効果を十分に得る観点から、 好適にはキャップ層の厚さは 2 n m以上とする。 一方、 キャップ層の厚 さが大きすぎると、 その組成によっては結晶性が劣化することから、 こ れを防止するために、 好適にはキヤップ層の厚さは 2 0 n m以下とする t また、 光導波層、 第 1の光導波層、 第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層あるいは第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体か らなる層は、 M gなどの p型不純物をド一プするとアンドープの場合に 比べてかえって抵抗率が高くなることから、 好適にはアンド一プとする アンド一プの光導波層、 第 1の光導波層、 第 6の窒化物系 I I I 一 V族 化合物半導体からなる層あるいは第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体からなる層は、 n型伝導性を示す。 これらの光導波層、 第 1の光導 波層、 第 6の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層あるいは第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層の厚さは、 一般的に は 8 n m以上とし、 典型的には 1 0 n m以上 1 0 0 n m以下とする。
半導体発光素子あるいは半導体装置の各層の成長時のキヤリァガス雰 囲気については、 より低抵抗の層を得る観点から、 最も好適には、 実質 的に水素を含まず、 窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気として N 2 ガス雰囲気を用い、 窒素と水素とを主成分とするキヤリァガス雰囲気と して N 2 と H 2 との混合ガス雰囲気を用いる。
この発明の第 9〜第 5 6の発明において、 上記以外のことについては， その性質に反しない限り、 この発明の第 1〜第 8の発明に関連して述べ たことが成立する。
上述のように構成されたこの発明によれば、 活性層または第 1の窒 化物系 I I I _ V族化合物半導体層に接して、 第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I —V族化合物半導体からなる中間層が設けられていることにより、 この 中間層の存在により、 キャップ層などにより活性層または第 1の窒化物 系 I I I一 V族化合物半導体層に発生する応力を大幅に緩和することが でき、 あるいは、 p型ド一パントとして用いられる M gの活性層または 第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体層への拡散を有効に抑制する ことができる。
また、 キャップ層を設ける位置の最適化により、 活性層にキャップ 層を隣接させて設けたり、 活性層に中間層を介してキャップ層を設けた りする場合に比べて光導波層あるいは第 1の光導波層の結晶性を良好に することができ、 あるいはこれらの光導波層あるいは第 1の光導波層の 厚さの最適化を図ることができる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 この発明の第 1の実施形態による G a N系半導体レーザ を示す断面図、 第 2図は、 この発明の第 1の実施形態による G a N系半 導体レ一ザのエネルギーバンド構造を示す略線図、 第 3図は、 この発明 の第 2の実施形態による G a N系半導体レーザのエネルギーバンド構造 を示す略線図、 第 4図は、 この発明の第 3の実施形態による G a N系半 導体レ一ザのエネルギーバンド構造を示す略線図、 第 5図は、 この発明 の第 4の実施形態による G a N系半導体レーザのエネルギーバンド構造 を示す略線図、 第 6図は、 この発明の第 5の実施形態による G a N系半 導体レ一ザを示す断面図、 第 7図は、 この発明の第 5の実施形態による G a N系半導体レーザのエネルギーバンド構造を示す略線図、 第 8図は、 この発明の第 5の実施形態による G a N系半導体レーザにおけるアンド ープ G a N光導波層の厚さによる半導体レーザの垂直放射角の変化の測 定結果を示す略線図、 第 9図は、 この発明の第 6の実施形態による G a N系半導体レーザを示す断面図、 第 1 0図は、 この発明の第 6の実施形 態による G a N系半導体レーザのエネルギーバンド構造を示す略線図、 第 1 1図は、 この発明の第 7の実施形態による G a N系半導体レーザの エネルギーバンド構造を示す略線図、 第 1 2図は、 この発明の第 8の実 施形態による G a N系半導体レーザのエネルギーバンド構造を示す略線 図、 第 1 3図は、 この発明の第 9の実施形態による G a N系半導体レー ザのエネルギーバンド構造を示す略線図、 第 1 4図は、 この発明の第 1 0の実施形態による G a N系半導体レーザのエネルギーバンド構造を示 す略線図、 第 1 5図は、 この発明の第 1 1の実施形態による G aN系半 導体レーザのエネルギーバンド構造を示す略線図、 第 1 6図は、 この発 明の第 1 2の実施形態による G a N系半導体レーザのエネルギーバンド 構造を示す略線図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。 なお、 実施形態の全図において、 同一または対応する部分には同一の符 号を付す。
第 1図は、 この発明の第 1の実施形態による G a N系半導体レーザ を示す。 この G a N系半導体レーザは、 リッジ構造および S CH (Sepa rate Confinement Heteros tructure; 構造を するものである。
第 1図に示すように、 この第 1の実施形態による G a N系半導体レ —ザにおいては、 c面サファイア基板 1上に、 低温成長によるアンド一 プ G aNバッファ層 2を介して、 E L〇などの横方向結晶成長技術を用 いて成長されたアンドープ G a N層 3、 n型 G aNコンタクト層 4、 n 型 A 1 G a Nクラッド層 5、 n型 G aN光導波層 6、 例えばアンド一プ の I nx G a NZ l ny G a ,_y N多重量子井戸構造の活性層 7， n型のアンドープ I n G a N劣化防止層 8、 p型 A 1 G a Nキャップ層 9、 p型 G aN光導波層 1 0、 p型 A 1 G a Nクラッド層 1 1および p 型 G aNコンタクト層 1 2が順次積層されている。
ここで、 アンドープ G a Nバッファ層 2は厚さが例えば 3 0 nmで ある。 アンドープ G a N層 3は厚さが例えば 0. 5 imである。 n型 G a Nコンタクト層 4は厚さが例えば 4 であり、 n型不純物として例 えばシリコン （S i ) がドープされている。 n型 A 1 G aNクラッド層 5は厚さが例えば 1. 0 zmであり、 n型不純物として例えば S iがド ープされ、 A 1組成は例えば 0. 0 7である。 n型 G a N光導波層 6は 厚さが例えば 0. 1 mであり、 n型不純物として例えば S iがドープ されている。 また、 アンドープ I nx G a N/ I ny G a ^ y N 多重量子井戸構造の活性層 7は、 例えば、 井戸層としての I nx G a , _x N層の厚さが 3. 5 nmで x= 0. 1 4、 障壁層としての I ny G a N層の厚さが 7 nmで y = 0. 0 2、 井戸数が 3である。
アンド一プ I n G a N劣化防止層 8は、 活性層 Ίに接している面か ら、 p型 A 1 G aNキヤップ層 9に接している面に向かって I n組成が 徐々に単調減少するダレ一ディッド構造を有し、 活性層 7に接している 面における I n組成は活性層 7の障壁層としての I n y G a ^ N層 の I n組成 yと一致しており、 p型 A 1 G aNキャップ層 9に接してい る面における I n組成は 0となっている。 このアンドープ I n G aN劣 化防止層 8の厚さは例えば 2 0 nmである。
p型 A 1 G a Nキヤップ層 9は厚さが例えば 1 0 nmであり、 p型 不純物として例えばマグネシウム （Mg) がド一プされている。 この p 型 A 1 G aNキャップ層 9の A 1組成は例えば 0. 2である。 すでに述 ベたように、 この p型 A 1 G a Nキャップ層 9は、 p型 G aN光導波層 1 0、 p型 A l G aNクラッド層 1 1および p型 G aNコンタクト層 1 2の成長時に活性層 7から I nが脱離して劣化するのを防止するととも に、 活性層 9からのキャリア （電子） のオーバ一フロ一を防止するため のものである。 p型 G a N光導波層 1 0は厚さが例えば 0. であ り、 p型不純物として例えば M gがドープされている。 p型 A l G aN クラッド層 1 1は厚さが例えば 0. であり、 p型不純物として例 えば Mgがドープされ、 A 1組成は例えば 0. 0 7である。 p型 G aN コンタクト層 1 2は厚さが例えば 0. 1 mであり、 p型不純物として 例えば M gがド一プされている。 n型 G aNコンタク 卜層 4の上層部、 n型 A l G a Nクラッ ド層 5、 n型 G aN光導波層 6、 活性層 7、 アンドープ I n G aN劣化防止層 8、 p型 A 1 G aNキャップ層 9、 p型 G aN光導波層 1 0および p型 A 1 G aNクラッド層 1 1は所定幅のメサ形状を有する。 このメサ部におけ る p型 A l G aNクラッド層 1 1の上層部および p型 G a Nコンタクト 層 1 3には、 例えば 〈 1 1— 20〉 方向に延在するリッジ 1 3が形成さ れている。 このリッジ 1 3の幅は例えば 3 mである。
上記のメサ部の全体を覆うように例えば厚さが 0. 3 ^mの S i〇2 膜のような絶縁膜 14が設けられている。 この絶縁膜 14は、 電気絶縁 および表面保護のためのものである。 この絶縁膜 14のうちのリッジ 1 3の上の部分には開口 14 aが設けられており、 この開口 14 aを通じ て p型 G aNコンタクト層 1 3に p側電極 1 5が接触している。 この p 側電極 1 5は、 P d膜、 P t膜および Au膜を順次積層した構造を有し、 P d膜、 P t膜および Au膜の厚さは例えばそれぞれ 1 0 nm、 1 0 0 nmおよび 3 0 0 nmである。 一方、 絶縁膜 14のうちのメサ部に隣接 する所定部分には開口 14 bが設けられており、 この開口 14 bを通じ て n型 G aNコンタクト層 4に n側電極 1 6が接触している。 この n側 電極 1 6は、 T i膜、 P t膜および A u膜を順次積層した構造を有し、 T i膜、 P t膜および Au膜の厚さは例えばそれぞれ 1 0 nm、 5 0 η mおよび 1 0 0 nmである。
この G a N系半導体レーザの要部のエネルギーバンド構造 （伝導 帯） を第 2図に示す。 第 2図において、 E。 は伝導帯の下端のェネル ギ一を示す。
次に、 この第 1の実施形態による G a N系半導体レーザの製造方法 について説明する。
まず、 あらかじめサーマルクリ一ニングなどにより表面を清浄化し た c面サファイア基板 1上に有機金属化学気相成長 （MOCVD) 法に より例えば 500 °C程度の温度でアンド一プ G a Nバッファ層 2を成長 させた後、 例えば ELOなどの横方向結晶成長技術を用いて例えば 1 0
0 0°Cの成長温度で、 アンドープ G aN層 3を成長させる。
引き続いて、 アンド一プ G a N層 3上に、 MO CVD法により、 n 型 G aNコンタクト層 4、 n型 A 1 G a Nクラッド層 5、 n型 G aN光 導波層 6、 アンド一プの G a卜 x I nx N/G a x_y I ny N多重量 子井戸構造の活性層 7、 アンド一プ I nG aN劣化防止層 8、 p型 A 1 G aNキャップ層 9、 p型 G aN光導波層 1 0、 p型 A 1 G aNクラッ ド層 1 1および p型 G a Nコンタクト層 1 2を順次成長させる。 ここで、
1 nを含まない層である n型 G aNコンタクト層 4、 n型 A l G aNク ラッド層 5、 n型 G aN光導波層 6、 p型 A 1 G a Nキャップ層 9、 p 型 G aN光導波層 1 0、 p型 A l G aNクラッド層 1 1および p型 Ga Nコンタクト層 1 2の成長温度は例えば 1 0 0 0 T:程度とし、 I ηを含 む層である G a^ x I n x N Z G a , y I ny N多重量子井戸構造の 活性層 7の成長温度は例えば 7 0 0〜800 °C、 例えば 7 30 °Cとする t アンド一プ I n G a N劣化防止層 8の成長温度は、 成長開始時点は活性 層 7の成長温度と同じく例えば 7 3 0 °Cに設定し、 その後例えば直線的 に上昇させ、 成長終了時点で p型 A 1 G aNキャップ層 9の成長温度と 同じく例えば 8 3 5 になるようにする。
これらの G a N系半導体層の成長原料は、 例えば、 G aの原料とし てはトリメチルガリウム （ （CH3 ) G a、 TMG) 、 A 1の原料 としてはトリメチルアルミニウム （ （CH3 ) A l、 TMA) 、 I nの原料としてはトリメチルインジウム ( (CH3 ) I n、 TM I ) を、 Nの原料としては NH3 を用いる。 また、 キャリアガスとし ては、 例えば、 H2 を用いる。 ドーパン卜については、 n型ドーパン トとしては例えばシラン （S i H4 ) を、 p型ドーパントとしては例 えばビス =メチルシクロペン夕ジェニルマグネシウム （ （CH3 C 5 H4 ) 2 M g) あるいはビス =シクロペンタジェニルマグネシウム ( (C5 H5 ) 2 Mg) を用いる。
次に、 上述のようにして G aN系半導体層を成長させた c面サファ ィァ基板 1を MOCVD装置から取り出す。 そして、 p型 G aNコンタ クト層 1 2の全面に例えば CVD法、 真空蒸着法、 スパッタリング法な どにより例えば厚さが 0. 1 mの S i 02 膜 （図示せず） を形成し た後、 この S i 〇2 膜上にリソグラフィ一によりメサ部の形状に対応 した所定形状のレジストパターン (図示せず) を形成し、 このレジス卜 パターンをマスクとして、 例えばフッ酸系のエッチング液を用いたゥェ ッ トエッチング、 または、 C F4 や CHF3 などのフッ素を含むエツ チングガスを用いた R I E法により S i 〇2 膜をエッチングし、 パタ 一二ングする。 次に、 この所定形状の S i 〇2 膜をマスクとして例え ば R I E法により n型 G aNコンタクト層 4に達するまでエッチングを 行う。 この R I Eのエッチングガスとしては例えば塩素系ガスを用いる このエッチングにより、 n型 G aNコンタクト層 4の上層部、 n型 A 1 G aNクラッド層 5、 n型 G aN光導波層 6、 活性層 7、 アンドープ I n G aN劣化防止層 8、 p型 A 1 G a Nキャップ層 9、 p型 G aN光導 波層 1 0、 p型 A 1 G aNクラッド層 1 1および p型 G aNコンタクト 層 1 2がメサ形状にパ夕一ニングされる。
次に、 エッチングマスクとして用いた S i 〇2 膜をエッチング除去 した後、 再び基板全面に例えば CVD法、 真空蒸着法、 スパッタリング 法などにより例えば厚さが 0. 2 mの S i 〇2 膜 （図示せず） を形 成した後、 この S i 02 膜上にリソグラフィ一によりリッジ部に対応 する所定形状のレジストパターン (図示せず) を形成し、 このレジス卜 パターンをマスクとして、 例えばフッ酸系のエッチング液を用いたゥェ ットエッチング、 または、 C F4 や CHF3 などのフッ素を含むエツ チングガスを用いた R I E法により S i 02 膜をエッチングし、 リツ ジ部に対応する形状とする。
次に、 この S i 〇2 膜をマスクとして R I E法により p型 A l G a Nクラッド層 1 1の厚さ方向の所定の深さまでエッチングを行うことに よりリッジ 1 3を形成する。 この R I Eのエッチングガスとしては例え ば塩素系ガスを用いる。
次に、 エッチングマスクとして用いた S i 02 膜をエッチング除去 した後、 基板全面に例えば CVD法、 真空蒸着法、 スパッタリング法な どにより例えば厚さが 0. 3 / 111の3 1 02 膜のような絶縁膜 1 4を 成膜する。
次に、 リソグラフィ一により n側電極形成領域を除いた領域の絶縁 膜 14の表面を覆うレジストパターン （図示せず） を形成する。
次に、 このレジストパターンをマスクとして絶縁膜 1 4をエツチン グすることにより、 開口 14 bを形成する。
次に、 レジストパターンを残したままの状態で基板全面に例えば真 空蒸着法により T i膜、 P t膜および Au膜を順次形成した後、 レジス トパターンをその上に形成された T i膜、 P t膜および Au膜とともに 除去する （リフトオフ） 。 これによつて、 絶縁膜 14の開口 14 bを通 じて n型 G aNコンタクト層 4にコンタクトした n側電極 1 6が形成さ れる。 ここで、 この n側電極 1 6を構成する T i膜、 P t膜および Au 膜の厚さは例えばそれぞれ 1 0 nm、 5 0 nmおよび 1 0 0 nmである 次に、 n側電極 1 6をォ一ミック接触させるためのァロイ処理を行う。 次に、 同様なプロセスで、 リッジ 1 3の上の部分の絶縁膜 1 4をェ ツチング除去して開口 14 aを形成した後、 n側電極 1 6と同様にして， この開口 14 aを通じて p型 G aNコンタクト層 1 2にコンタクトした P d/P t/Au構造の p側電極 1 5を形成する。 次に、 p側電極 1 5 をォ一ミック接触させるためのァロイ処理を行う。
この後、 上述のようにしてレーザ構造が形成された基板を劈開など によりパー状に加工して両共振器端面を形成し、 さらにこれらの共振器 端面に端面コ一ティングを施した後、 このバーを劈開などによりチップ 化する。
以上により、 目的とするリッジ構造および S CH構造を有する G a N 系半導体レーザが製造される。 5 - 1
この第 1の実施形態による G a N系半導体レーザと、 アンドープ I n G a N劣化防止層を形成しないことを除いてこの G a N系半導体レー ザと同一構造の G a N系半導体レ一ザとをそれぞれ製造し、 それらの寿 命試験を行ったところ、 この第 1の実施形態による G a N系半導体レー ザでは後者の G aN系半導体レーザに比べて、 初期劣化率が非常に小さ く、 かつ、 動作電流は時間とともに徐々に増加する傾向は見られるもの の、 その傾きは非常に小さく問題のないレベルであった。 ただし、 寿命 試験は、 いずれも光出力 3 0mW、 雰囲気温度 6 0°Cの条件で行った。 また、 これらの G a N系半導体レーザのエレクトロルミネッセンス発光 を観測した結果、 後者の G aN系半導体レーザでは顕著な発光むらが観 測されたが、 この第 1の実施形態による GaN系半導体レーザでは発光 むらが全く観測されなかつた。
以上のように、 この第 1の実施形態によれば、 活性層 7に接してァ ンドープ I n G a N劣化防止層 8が設けられ、 このアンドープ I n G a N劣化防止層 8に接して p型 A 1 G a Nキャップ層 9が設けられている ので、 アンドープ I n G a N劣化防止層 8により、 p型 A 1 G aNキヤ ップ層 9により活性層 7に発生する応力を大幅に緩和することができる とともに、 p型層の p型ドーパントとして用いられる M gが活性層 7に 拡散するのを有効に抑制することができる。 これによつて、 長寿命で信 頼性が高く、 発光むらもない高性能の G a N系半導体レーザを実現する ことができる。
次に、 この発明の第 2の実施形態による G a N系半導体レーザにつ いて説明する。 第 3図はこの G a N系半導体レーザのエネルギーバンド 図を示す。
この第 2の実施形態による G a N系半導体レーザにおいては、 アンド ープ I n G a N劣化防止層 8の I n組成はその厚さ全体にわたって同一 となっており、 その I n組成は活性層 7の障壁層の I n組成 yより小さ い値、 例えば 0 . 0 2に選ばれている。 その他の構成は、 第 1の実施形 態による G a N系半導体レーザと同一であるので、 説明を省略する。 また、 この G a N系半導体レーザの製造方法も、 アンド一プ I n G a N劣化防止層 8の成長時に成長温度を一定にすることを除いて、 第 1の 実施形態による G a N系半導体レーザの製造方法と同様である。
この第 2の実施形態によれば、 第 1の実施形態と同様の利点を得る ことができる。
次に、 この発明の第 3の実施形態による G a N系半導体レーザにつ いて説明する。 第 4図はこの G a N系半導体レーザのエネルギーバンド 図を示す。
この第 3の実施形態による G a N系半導体レーザにおいては、 アンド ープ I n G a N劣化防止層 8の I n組成はその厚さ全体にわたって同一 となっており、 その I n組成は活性層 7の障壁層の I n組成 yと同一の 値に選ばれている。 ここで、 このアンドープ I n G a N劣化防止層 8の 厚さは、 活性層 7の、 アンドープ I n G a N劣化防止層 8に最も近いと ころにある障壁層の厚さとの合計の厚さが少なくとも 1 5 n m以上、 好 適には 1 7 nm以上、 より好適には 2 0 nm以上、 さらに好適には 2 5 nm以上になるように選ばれる。 その他の構成は、 第 1の実施形態によ る G aN系半導体レーザと同一であるので、 説明を省略する。
また、 この G a N系半導体レーザの製造方法も、 アンド一プ I n G a N劣化防止層 8の成長時に成長温度を一定にすることを除いて、 第 1の 実施形態による G a N系半導体レーザの製造方法と同様である。
この第 3の実施形態によれば、 第 1の実施形態と同様の利点を得る ことができる。
次に、 この発明の第 4の実施形態による G a N系半導体レーザにつ いて説明する。 第 5図はこの G a N系半導体レ一ザのエネルギーバンド 図を示す。
この第 4の実施形態による G a N系半導体レーザにおいては、 活性層 7に接してアンド一プ I n G aN劣化防止層 8が設けられ、 このアンド ープ I nG aN劣化防止層 8に接して p型 G aN光導波層 1 0が設けら れ、 この p型 G a N光導波層 1 0に接して p型 A 1 G a Nキャップ層 9 が設けられた構造を有する。 アンド一プ I nG a N劣化防止層 8の I n 組成の分布は第 1の実施形態と同様である。 その他の構成は、 第 1の実 施形態による G aN系半導体レーザと同一であるので、 説明を省略する < また、 この G a N系半導体レーザの製造方法も、 第 1の実施形態によ る G aN系半導体レーザの製造方法と同様である。
この第 4の実施形態によれば、 第 1の実施形態と同様の利点を得るこ とができる。
次に、 この発明の第 5の実施形態による G a N系半導体レーザにつ いて説明する。 第 6図はこの発明の第 5の実施形態による G a N系半導 体レーザを示す。 第 7図はこの G a N系半導体レーザのエネルギーパン ド図を示す。 この第 5の実施形態による G a N系半導体レ一ザにおいては、 活性 層 Ίに接してアンドープ G a N光導波層 1 7が設けられ、 このアンド一 プ G a N光導波層 1 7に接して P型 A 1 G a Nキャップ層 9が設けられ、 さらにこの p型 A l G aNキャップ層 9に接して p型 A l G aN/G a N超格子クラッド層 1 8が設けられた構造を有する。 この場合、 アンド —プ I n G a N劣化防止層 8は設けられていない。 アンドープ G aN光 導波層 1 7は n型伝導性を示す。 このアンド一プ G aN光導波層 1 7の 厚さは一般的には 1 0〜 1 0 0 nmであるが、 ここでは 2 0〜4 0 nm とする。 p型 A 1 G aNZG aN超格子クラッド層 1 8は、 例えば厚さ が 2. 5 nmで A 1組成が 1 2 %のアンド一プの A 1 G a N層を障壁層 とし、 例えば厚さが同じく 2. 5 nmの Mgがドープされた G a N層を 井戸層とし、 これらを繰り返し積層した構造を有し、 全体の厚さは例え ば 0. 5 mである。 また、 p型 A 1 G aNキャップ層 9と p型 A 1 G aN/G aN超格子クラッド層 1 8におけるこの p型 A 1 G aNキヤッ プ層 9に隣接する障壁層との間の距離は、 活性層に注入される電子がト ンネル効果により p型 A 1 G aNキャップ層 9を通って p型 A 1 G aN /G a N超格子クラッド層 1 8側に抜けてしまうのを防止するために、 このトンネル効果を抑えることができる距離、 具体的には例えば 1 0 n m程度に設定されている。 なお、 p型 A 1 G a NZG aN超格子クラッ ド層 1 8を用いているのは、 トンネル効果により正孔が通りやすくする ためである。 その他の構成は、 第 1の実施形態による G aN系半導体レ 一ザと同一であるので、 説明を省略する。
この G a N系半導体レーザの製造方法は、 基本的には第 1の実施形 態による G aN系半導体レーザの製造方法と同様であるが、 この場合、 特に各層の成長時の成長温度およびキヤリァガスを次のように設定する, すなわち、 成長温度については、 例えば、 アンド一プ G a N層 3から n 型 A 1 G a Nクラッド層 5までは 1 0 0 0 °C、 n型 G a N光導波層 6か ら p型 A 1 G aNキャップ層 9までは 8 00 °C、 p型 A 1 G a N/G a N超格子クラッド層 1 8および p型 G aNコンタク ト層 1 2は 1 0 0 とする。 また、 キャリアガスについては、 例えば、 アンドープ G a N層 3から n型 A 1 G a Nクラッド層 5までは N2 と H2 との混合ガ ス雰囲気、 n型 G aN光導波層 6から p型 A 1 G aNキャップ層 9まで は N2 雰囲気、 p型 A 1 G a N/G a N超格子クラッド層 1 8および p型 G a Nコンタクト層 1 2は N2 と H2 との混合ガス雰囲気とする。 この場合、 活性層 7を成長させた後、 p型 A 1 G aNキャップ層 9の成 長まではキャリアガス雰囲気を N2 雰囲気としており、 キャリアガス 雰囲気に H2 が含まれないので、 活性層 7から I nが脱離するのを抑 えることができ、 活性層 7の劣化を防止することができる。 また、 p型 A 1 G a N/G a N超格子クラッド層 1 8および p型 G aNコンタクト 層 1 2の成長時にはキャリアガス雰囲気を N2 と H2 との混合ガス雰 囲気としているので、 これらの p型層を良好な結晶性で成長させること ができる。
第 8図は、 アンド一プ G a N光導波層 1 7の厚さによる半導体レ一 ザの垂直方向のビーム拡がり角、 すなわち垂直放射角 （0丄） の変化を 測定した結果を示す。 第 8図より、 アンドープ G a N光導波層 1 7の厚 さを 2 0〜 40 nmにすることにより、 垂直放射角を 1 9 ~ 22度にす ることができる。 従来の G a N系半導体レーザの垂直放射角の値は 26 ~3 0度であるから、 垂直放射角が大幅に減少していることがわかる。
この第 5の実施形態によれば、 活性層 7、 アンドープ G aN光導波層 1 7、 p型 A 1 G aNキャップ層 9および p型 A l G a N/G a N超格 子クラッド層 1 8が順次接した構造とし、 アンドープ G aN光導波層 1 7の厚さを 2 0〜40 nmと薄くしているので、 G a N系半導体レーザ の垂直放射角を従来に比べて大幅に減少させることができ、 それによつ て放射角のァスぺクト比 （水平放射角を 0 IIとしたとき、 0丄 II) を小さくすることができ、 さらに p型 A 1 G a Nキヤップ層 9が p型 A 1 G a N/G a N超格子クラッド層 1 8に接しているため、 遠視野像に おける光強度分布の対称性の向上を図ることができる。 このような G a N系半導体レーザは特に、 光ディスク装置における光源に用いて好適な ものである。
また、 活性層 7上に直接アンドープ G a N光導波層 1 Ίを成長させ るので、 結晶性の向上を図ることができ、 ひいては G a N系半導体レー ザの寿命の向上を図ることができる。
さらに、 アンド一プ G a N光導波層 1 7は厚さが 2 0〜4 0 nmと 小さい上、 p型不純物として Mgをドープした p型 G a N光導波層に比 ベて抵抗率が小さいため、 G a N系半導体レーザの直列抵抗の低減を図 ることができ、 ひいては駆動電圧の低減を図ることができる。
次に、 この発明の第 6の実施形態による G a N系半導体レーザにつ いて説明する。 第 9図はこの発明の第 6の実施形態による G aN系半導 体レーザを示す。 第 1 0図はこの G a N系半導体レーザのエネルギーバ ンド図を示す。
この第 6の実施形態による G N系半導体レーザにおいては、 活性 層 7に接してアンドープ I n G a N劣化防止層 8が設けられ、 このアン ドープ I n G a N劣化防止層 8に接してアンド一プ G a N光導波層 1 7 が設けられ、 このアンドープ G a N光導波層 1 7に接して p型 A 1 G a Nキヤップ層 9が設けられ、 さらにこの p型 A 1 G a Nキャップ層 9に 接して p型 A 1 G aN/G a N超格子クラッド層 1 8が設けられた構造 を有する。 アンドープ I n G aN劣化防止層 8の I n組成は第 2の実施 形態と同様である。 その他の構成は、 第 1および第 5の実施形態による G a N系半導体レ一ザと同一であるので、 説明を省略する。
この G a N系半導体レーザの製造方法は、 基本的には第 1の実施形 態による G a N系半導体レーザの製造方法と同様であるが、 この場合、 特に各層の成長時の成長温度およびキヤリァガスを次のように設定する。 すなわち、 成長温度については、 例えば、 アンドープ G a N層 3から n 型 A 1 G a Nクラッド層 5までは 1 0 0 0 °C、 n型 G a N光導波層 6か らアンドープ I n G a N劣化防止層 8までは 8 0 0°C、 アンドープ G a N光導波層 1 7および p型 A 1 G a Nキャップ層 9は 8 5 0 °C、 p型 A 1 G a N/G a N超格子クラッド層 1 8および p型 G aNコンタクト層 1 2は 1 0 0 0 °Cとする。 また、 キャリアガスについては、 例えば、 ァ ンド一プ G aN層 3から n型 A l G aNクラッド層 5までは N2 と H2 との混合ガス雰囲気、 n型 G aN光導波層 6から p型 A 1 G aNキヤッ プ層 9までは N2 雰囲気、 p型 A 1 G a NZG a N超格子クラッ ド層 1 8および p型 G aNコンタクト層 1 2は N2 と H2 との混合ガス雰 囲気とする。 この場合、 活性層 7を成長させた後、 p型 A l G aNキヤ ップ層 9の成長まではキヤリアガス雰囲気を N2 雰囲気としており、 キャリアガス雰囲気に H2 が含まれないので、 活性層 7から I nが脱 離するのを抑えることができ、 活性層 7の劣化を防止することができる c また、 p型 A 1 G a N/G a N超格子クラッド層 1 8および p型 G aN コンタクト層 1 2の成長時にはキャリアガス雰囲気を N2 と H2 との 混合ガス雰囲気としているので、 これらの p型層を良好な結晶性で成長 させることができる。
この第 6の実施形態によれば、 活性層 7、 アンドープ I n G a N劣 化防止層 8、 アンド一プ G a N光導波層 1 7、 ρ型 A l G aNキャップ 層 9および p型 A 1 G aNZG aN超格子クラッド層 1 8が順次接した 構造とし、 アンド一プ G a N光導波層 1 7の厚さを20〜4 0 11111と薄 くしているので、 第 5の実施形態と同様な利点を得ることができるほか、 活性層 7に隣接してアンドープ I n G a N劣化防止層 8を設けているこ とにより第 1の実施形態と同様な利点を得ることができる。
次に、 この発明の第 7の実施形態による G a N系半導体レーザにつ いて説明する。 第 1 1図はこの G aN系半導体レーザのエネルギーバン ド図を示す。
この第 7の実施形態による G aN系半導体レーザにおいては、 活性層 7に接してアンドープ G a N光導波層 1 7が設けられ、 このアンド一プ GaN光導波層 l 7に接して p型 A 1 G a Nキャップ層 9が設けられ、 この p型 A 1 G a Nキヤップ層 9に接して p型 G a N光導波層 1 0が設 けられ、 さらにこの p型 G a N光導波層 1 0に接して p型 A 1 G a N/ G a N超格子クラッド層 1 8が設けられた構造を有する。 その他の構成 は、 第 1および第 5の実施形態による G a N系半導体レーザと同一であ るので、 説明を省略する。
この G a N系半導体レーザの製造方法は、 基本的には第 1の実施形態 による G aN系半導体レーザの製造方法と同様であるが、 この場合、 特 に各層の成長時の成長温度およびキヤリァガスを次のように設定する。 すなわち、 成長温度については、 例えば、 アンドープ G a N層 3から n 型 A 1 G a Nクラッ ド層 5までは 1 00 0 °C、 n型 G a N光導波層 6か ら p型 A 1 G a Nキャップ層 9までは 8 0 0 °C、 p型 G aN光導波層 1 0から ρ型 G aNコンタクト層 1 2までは 1 0 0 とする。 また、 キ ャリアガスについては、 例えば、 アンド一プ G a N層 3から n型 A 1 G a Nクラッ ド層 5までは N2 と H2 との混合ガス雰囲気、 n型 G aN 光導波層 6から p型 A 1 G a Nキャップ層 9までは N2 雰囲気、 p型 G a N光導波層 1 0から p型 G a Nコンタクト層 1 2までは N2 と H2 との混合ガス雰囲気とする。 この場合、 活性層 7を成長させた後、 p型 A 1 G a Nキャップ層 9の成長まではキヤリアガス雰囲気を N2 気としており、 キャリアガス雰囲気に H2 が含まれないので、 活性層 7から I nが脱離するのを抑えることができ、 活性層 7の劣化を防止す ることができる。 また、 p型 G aN光導波層 1 0、 p型 A l G aN/G a N超格子クラッド層 1 8および p型 G aNコンタクト層 1 2の成長時 にはキャリアガス雰囲気を N2 と H2 との混合ガス雰囲気としている ので、 これらの p型層を良好な結晶性で成長させることができる。
この第 7の実施形態によれば、 活性層 7、 アンドープ G aN光導波層 1 7、 p型 A 1 GaNキャップ層 9、 p型 G a N光導波層 1 0および p 型 A 1 G aN/G aN超格子クラッド層 1 8が順次接した構造とし、 ァ ンドープ G a N光導波層 1 7の厚さを 20〜40 nmと薄くしているの で、 第 5の実施形態と同様な利点を得ることができる。
次に、 この発明の第 8の実施形態による G a N系半導体レーザについ て説明する。 第 1 2図はこの G a N系半導体レーザのエネルギーバンド 図を示す。
この第 8の実施形態による G a N系半導体レーザにおいては、 活性層 7に接してアンド一プ I n G a N劣化防止層 8が設けられ、 このアンド ープ I n G aN劣化防止層 8に接してアンドープ G aN光導波層 1 7が 設けられ、 このアンド一プ G a N光導波層 1 7に接して p型 A l G aN キャップ層 9が設けられ、 この p型 A 1 G aNキャップ層 9に接して p 型 G a N光導波層 1 0が設けられ、 さらにこの p型 G a N光導波層 1 0 に接して p型 A 1 G aN/G aN超格子クラッド層 1 8が設けられた構 造を有する。 アンドープ I n G a N劣化防止層 8の I n組成は第 2の実 施形態と同様である。 その他の構成は、 第 1および第 5の実施形態によ る G a N系半導体レーザと同一であるので、 説明を省略する。
この G a N系半導体レーザの製造方法は、 基本的には第 1の実施形態 による G aN系半導体レーザの製造方法と同様であるが、 この場合、 特 に各層の成長時の成長温度およびキヤリァガスを次のように設定する。 すなわち、 成長温度については、 例えば、 アンドープ G aN層 3から n 型 A 1 G aNクラッド層 5までは 1 0 0 0"C、 n型 G aN光導波層 6お よび活性活性層 7は 80 0 °C、 アンドープ I n G aN劣化防止層 8から p型 A 1 G a Nキヤップ層 9までは 8 6 0 °C、 p型 G a N光導波層 1 0 から P型 G a Nコンタクト層 1 2までは 1 0 0 0 °Cとする。 また、 キヤ リアガスについては、 例えば、 アンドープ G a N層 3から n型 A 1 G a Nクラッド層 5までは N2 と H2 との混合ガス雰囲気、 n型 G a N光 導波層 6から p型 A 1 G a Nキャップ層 9までは N2 雰囲気、 p型 G a N光導波層 1 0から p型 G a Nコンタク ト層 1 2までは N2 と H2 との混合ガス雰囲気とする。 この場合、 活性層 7を成長させた後、 p型 A 1 G a Nキャップ層 9の成長まではキヤリァガス雰囲気を N2 雰囲 気としており、 キャリアガス雰囲気に H2 が含まれないので、 活性層 7から I nが脱離するのを抑えることができ、 活性層 7の劣化を防止す ることができる。 また、 p型 G aN光導波層 1 0、 p型 A l G aNZG a N超格子クラッド層 1 8および p型 G aNコンタクト層 12の成長時 にはキャリアガス雰囲気を N2 と H2 との混合ガス雰囲気としている ので、 これらの； p型層を良好な結晶性で成長させることができる。
この第 8の実施形態によれば、 活性層 7、 アンド一プ I nG aN劣化 防止層 8、 アンド一プ G aN光導波層 1 7、 p型 A 1 G aNキャップ層 9、 p型 G aN光導波層 1 0および p型 A 1 G aN/ G aN超格子クラ ッド層 1 8が順次接した構造とし、 アンドープ G a N光導波層 1 7の厚 さを 20〜40 nmと薄くしているので、 第 5の実施形態と同様な利点 を得ることができるほか、 活性層 7に隣接してアンドープ I nG aN劣 化防止層 8を設けていることにより第 1の実施形態と同様な利点を得る ことができる。
次に、 この発明の第 9の実施形態による G a N系半導体レーザについ て説明する。 第 1 3図はこの G a N系半導体レーザのエネルギーバンド 図を示す。
この第 9の実施形態による G aN系半導体レ一ザにおいては、 活性層 7に接してアンド一プ G a N光導波層 1 7が設けられ、 このアンドープ G aN光導波層 1 7に接して p型 A 1 G a N/G a N超格子キヤップ層 1 9が設けられ、 この p型 A 1 G a N/G a N超格子キャップ層 1 9に 接して p型 G a N光導波層 1 0が設けられ、 さらにこの p型 G a N光導 波層 1 0に接して p型 A 1 G a NZG a N超格子クラッド層 1 8が設け られた構造を有する。 p型 A 1 G a NZG a N超格子キャップ層 1 9は， 例えば厚さが 2. 5 nmで A 1組成が 1 8 %のアンドープの A 1 G a N 層を障壁層とし、 例えば厚さが同じく 2. 5 nmの Mgがド一プされた GaN層を井戸層とし、 これらを繰り返し積層した構造を有し、 全体の 厚さは例えば 1 0 0 nmである。 その他の構成は、 第 1および第 5の実 施形態による G aN系半導体レーザと同一であるので、 説明を省略する < この G a N系半導体レーザの製造方法は、 基本的には第 1の実施形態 による G aN系半導体レーザの製造方法と同様であるが、 この場合、 特 に各層の成長時の成長温度およびキヤリァガスを次のように設定する。 すなわち、 成長温度については、 例えば、 アンド一プ G a N層 3から n 型 A I G aNクラッド層 5までは 1 0 00 、 n型 G aN光導波層 6か ら P型 A 1 G a NZG a N超格子キャップ層 1 9までは 8 00 °C、 p型 G a N光導波層 1 0から p型 G aNコンタクト層 1 2は 1 000 °Cとす る。 また、 キャリアガスについては、 例えば、 アンド一プ G aN層 3か ら n型 A 1 G a Nクラッ ド層 5までは N2 と H2 との混合ガス雰囲気， n型 G a N光導波層 6から p型 A 1 G a NZ G a N超格子キャップ層 1 9までは N2 雰囲気、 p型 G aN光導波層 1 0から p型 G aNコン夕 クト層 1 2までは N2 と H2 との混合ガス雰囲気とする。 この場合、 活性層 7を成長させた後、 P型 A 1 G aNZG aN超格子キャップ層 l 9の成長まではキャリアガス雰囲気を N2 雰囲気としており、 キヤリ ァガス雰囲気に H2 が含まれないので、 活性層 7から I nが脱離する のを抑えることができ、 活性層 7の劣化を防止することができる。 また、 p型 G a N光導波層 1 0、 p型 A 1 G aN/G a N超格子クラッド層 1 8および p型 G aNコンタクト層 1 2の成長時にはキヤリァガス雰囲気 を N2 と H2 との混合ガス雰囲気としているので、 これらの p型層を 良好な結晶性で成長させることができる。
この第 9の実施形態によれば、 活性層 7、 アンド一プ G a N光導波層 1.7、 p型 A 1 G a N/G a N超格子キャップ層 1 9、 p型 G aN光導 波層 1 0および p型 A 1 G a NZG a N超格子クラッド層 1 8が順次接 した構造とし、 アンドープ G a N光導波層 1 7の厚さを 2 0〜40 nm と薄くしているので、 第 5の実施形態と同様な利点を得ることができる 次に、 この発明の第 1 0の実施形態による G a N系半導体レ一ザにつ いて説明する。 第 14図はこの G a N系半導体レ一ザのエネルギーバン ド図を示す。
この第 1 0の実施形態による G a N系半導体レーザにおいては、 活性 層 7に接してアンドープ I n G a N劣化防止層 8が設けられ、 このアン ドープ I n G aN劣化防止層 8に接してアンド一プ G aN光導波層 1 Ί が設けられ、 このアンド一プ G a N光導波層 1 7に接して p型 A 1 G a NZG a N超格子キャップ層 1 9が設けられ、 この p型 A 1 G a N/G a N超格子キャップ層 1 9に接して p型 G a N光導波層 1 0が設けられ、 さらにこの p型 G aN光導波層 1 0に接して p型 A 1 G aN/ G aN超 格子クラッド層 1 8が設けられた構造を有する。 アンド一プ I nG aN 劣化防止層 8の I n組成は第 2の実施形態と同様である。 その他の構成 は、 第 1および第 5の実施形態による G a N系半導体レーザと同一であ るので、 説明を省略する。
この G a N系半導体レーザの製造方法は、 基本的には第 1の実施形態 による G aN系半導体レーザの製造方法と同様であるが、 この場合、 特 に各層の成長時の成長温度およびキヤリァガスを次のように設定する。 すなわち、 成長温度については、 例えば、 アンドープ G aN層 3から n 型 A 1 G a Nクラッド層 5までは 1 0 0 0 °C、 n型 G a N光導波層 6か らアンドープ I n G a N劣化防止層 8までは 8 0 0 °C、 アンドープ G a N光導波層 1 7および p型 A 1 G a N/G a N超格子キャップ層 1 9は 8 7 0 °C、 p型 G a N光導波層 1 0から！）型 G aNコンタクト層 1 2ま では 1 0 0 0 °Cとする。 また、 キャリアガスについては、 例えば、 アン ドープ G a N層 3から n型 A 1 G a Nクラッ ド層 5までは N2 と H2 との混合ガス雰囲気、 n型 G aN光導波層 6から p型 A 1 G aN/G a N超格子キャップ層 1 9までは N2 雰囲気、 p型 G a N光導波層 1 0 から p型 G a Nコンタクト層 1 2までは N2 と H2 との混合ガス雰囲 気とする。 この場合、 活性層 7を成長させた後、 p型 A l G aNZG a N超格子キャップ層 1 9の成長まではキャリアガス雰囲気を N2 雰囲 気としており、 キャリアガス雰囲気に H2 が含まれないので、 活性層 7から I nが脱離するのを抑えることができ、 活性層 7の劣化を防止す ることができる。 また、 p型 G aN光導波層 1 0、 p型 A l G aN/G a N超格子クラッド層 1 8および p型 G aNコンタクト層 1 2の成長時 にはキャリアガス雰囲気を N2 と H2 との混合ガス雰囲気としている ので、 これらの p型層を良好な結晶性で成長させることができる。
この第 1 0の実施形態によれば、 活性層 7、 アンド一プ I n G a N 劣化防止層 8、 アンドープ G aN光導波層 1 7、 p型 A l G aN/G a N超格子キヤップ層 1 9、 p型 G a N光導波層 1 0および p型 A 1 G a NZG aN超格子クラッド層 1 8が順次接した構造とし、 アンドープ G aN光導波層 l 7の厚さを 2 0〜40 nmと薄くしているので、 第 5の 実施形態と同様な利点を得ることができるほか、 活性層 7に隣接してァ ンドープ I n G a N劣化防止層 8を設けていることにより第 1の実施形 態と同様な利点を得ることができる。
次に、 この発明の第 1 1の実施形態による G a N系半導体レーザに ついて説明する。 第 1 5図はこの G a N系半導体レーザのエネルギ一バ ンド図を示す。
この第 1 1の実施形態による G a N系半導体レ一ザにおいては、 活性層 7に接してアンド一プ G a N光導波層 1 7が設けられ、 このアン ドープ G aN光導波層 1 7に接して p型 A 1 G a N/G a N超格子キヤ ップ層 1 9が設けられ、 この p型 A 1 G a N/G a N超格子キヤップ層 1 9に接して p型 A 1 G aNZG aN超格子クラッド層 1 8が設けられ た構造を有する。 その他の構成は、 第 1、 第 5および第 9の実施形態に よる G a N系半導体レーザと同一であるので、 説明を省略する。
この G a N系半導体レーザの製造方法は、 基本的には第 1の実施形 態による G aN系半導体レーザの製造方法と同様であるが、 この場合、 特に各層の成長時の成長温度およびキヤリァガスを次のように設定する ( すなわち、 成長温度については、 例えば、 アンドープ G a N層 3から n 型 A 1 G a Nクラッド層 5までは 1 0 0 0 °C、 n型 G a N光導波層 6か ら ρ型 A l G aN/G a N超格子キヤップ層 1 9までは 8 00 °C、 p型 G a N光導波層 1 0から p型 G aNコンタクト層 1 2は 1 00 O とす る。 また、 キャリアガスについては、 例えば、 アンドープ G aN層 3か ら n型 A 1 G a Nクラッ ド層 5までは N2 と H2 との混合ガス雰囲気， n型 G aN光導波層 6から p型 A 1 G a N/G a N超格子キャップ層 1 9までは N2 雰囲気、 p型 G a N光導波層 1 0から p型 G a Nコンタ ク ト層 1 2までは N2 と H2 との混合ガス雰囲気とする。 この場合、 活性層 7を成長させた後、 p型 A 1 G a N/G a N超格子キャップ層 l 9の成長まではキャリアガス雰囲気を N2 雰囲気としており、 キヤリ ァガス雰囲気に H2 が含まれないので、 活性層 7から I nが脱離する のを抑えることができ、 活性層 7の劣化を防止することができる。 また、 p型 A l G a NZG a N超格子クラッド層 1 8および p型 G a Nコンタ ク ト層 1 2の成長時にはキャリアガス雰囲気を N2 と H2 との混合ガ ス雰囲気としているので、 これらの P型層を良好な結晶性で成長させる ことができる。
この第 1 1の実施形態によれば、 活性層 7、 アンドープ G a N光導 波層 1 7、 p型 A 1 G a N/G a N超格子キャップ層 1 9および p型 A 1 G a N/G a N超格子クラッド層 1 8が順次接した構造とし、 アンド ープ G a N光導波層 1 7の厚さを 2 0〜 4 0 nmと薄くしているので、 第 5の実施形態と同様な利点を得ることができる。
次に、 この発明の第 1 2の実施形態による G a N系半導体レーザに ついて説明する。 第 1 6図はこの G a N系半導体レーザのエネルギーバ • ンド図を示す。 .
この第 1' 2の実施形態による G a N系半導体レーザにおいては、 活性層 7に接してアンド一プ I n G a N劣化防止層 8が設けられ、 このアンド —プ I n G a N劣化防止層 8に接してアンドープ G a N光導波層 1 7が 設けられ、 このアンドープ G a N光導波層 1 7に接して p型 A l G a N /G a N超格子キャップ層 1 9が設けられ、 この p型 A 1 G a N/G a N超格子キャップ層 1 9に接して P型 A l G a N/G a N超格子クラッ ド層 1 8が設けられた構造を有する。 アンド一プ I n G a N劣化防止層 8の I n組成は第 2の実施形態と同様である。 その他の構成は、 第 1、 第 5および第 9の実施形態による G a N系半導体レーザと同一であるの で、 説明を省略する。
この G a N系半導体レーザの製造方法は、 基本的には第 1の実施形 態による G aN系半導体レーザの製造方法と '同様であるが、 この場合、 特に各層の成長時の成長温度およびキヤリァガスを次のように設定する c すなわち、 成長温度については、 例えば、 アンドープ G a N層 3から n 型 A 1 G a Nクラッド層 5までは 1 0 0 0 °C、 n型 G a N光導波層 6か らアンドープ I n G a N劣化防止層 8までは 8 0 0 °C、 アンド一プ G a N光導波層 1 7および！）型 A 1 G aN/G a N超格子キャップ層 1 9は 8 8 0 °C、 p型 G a N光導波層 1 0から p型 G a Nコンタクト層 1 2ま では 1 0 0 0 °Cとする。 また、 キャリアガスについては、 例えば、 アン ドープ G a N層 3から n型 A 1 G a Nクラッ ド層 5までは N2 と H2 との混合ガス雰囲気、 n型 G a N光導波層 6からアンド一プ I n G aN 劣化防止層 8までは N2 雰囲気、 p型 A 1 G a NZG a N超格子クラ ッド層 1 8および p型 G a Nコンタクト層 1 2は N2 と H2 との混合 ガス雰囲気とする。 この場合、 活性層 7を成長させた後、 p型 A l G a N/G a N超格子キヤップ層 1 9の成長まではキヤリァガス雰囲気を N 2 雰囲気としており、 キャリアガス雰囲気に H2 が含まれないので、 活性層 7から I nが脱離するのを抑えることができ、 活性層 7の劣化を 防止することができる。 また、 p型 A 1 G aNZG aN超格子クラッド 層 1 8および p型 G aNコンタクト層 1 2の成長時にはキャリアガス雰 囲気を N2 と H2 との混合ガス雰囲気としているので、 これらの p型 層を良好な結晶性で成長させることができる。
この第 1 2の実施形態によれば、 活性層 7、 アンド一プ I n G aN 劣化防止層 8、 アンドープ G aN光導波層 1 7、 p型 A l G aN/G a N超格子キャップ層 1 9および p型 A 1 G aNZG a N超格子クラッド 層 1 8が順次接した構造とし、 アンド一プ G a N光導波層 1 7の厚さを 2 0〜40 nmと薄くしているので、 第 5の実施形態と同様な利点を得 ることができるほか、 活性層 7に隣接してアンド一プ I n G a N劣化防 止層 8を設けていることにより第 1の実施形態と同様な利点を得ること ができる。
以上、 この発明の実施形態について具体的に説明したが、 この発明 は、 上述の実施形態に限定されるものではなく、 この発明の技術的思想 に基づく各種の変形が可能である。
例えば、 上述の第 1〜第 1 2の実施形態において挙げた数値、 構造、 基板、 原料、 プロセスなどはあくまでも例に過ぎず、 必要に応じて、 こ れらと異なる数値、 構造、 基板、 原料、 プロセスなどを用いてもよい。 具体的には、 例えば、 上述の第 1〜第 1 2の実施形態においては、 レーザ構造を形成する n型層を基板上に最初に積層し、 その上に p型層 を積層しているが、 これと積層順序を逆にし、 基板上に最初に p型層を 積層し、 その上に n型層を積層した構造としてもよい。
また、 上述の第 1〜第 1 2の実施形態においては、 c面サファイア 基板を用いているが、 必要に応じて、 S i C基板、 S i基板、 スピネル 基板、 厚い G a N層からなる基板などを用いてもよい。 また、 G aNバ ッファ層の代わりに、 A 1 Nバッファ層や A 1 G a Nバッファ層を用い てもよい。
また、 上述の第 1〜第 1 2の実施形態においては、 この発明を S C H構造の G a N系半導体レーザの製造に適用した場合について説明した が、 この発明は、 例えば、 DH (Double Heterostructure) 構造の G a N系半導体レーザの製造に適用してもよいことはもちろん、 G aN系 発光ダイオードの製造に適用してもよく、 さらには G aN系 F ETや G aN系へテロ接合バイポーラトランジスタ （HBT) などの窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体を用いた電子走行素子に適用してもよい。
さらに、 上述の第 1および第 2の実施形態においては、 M O C V D 法により成長を行う際のキャリアガスとして H 2 ガスを用いているが， 必要に応じて、 他のキャリアガス、 例えば H 2 と N 2 あるいは H e 、 A rガスなどとの混合ガスを用いてもよい。
以上説明したように、 この発明によれば、 I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる活性層または第 1の窒 化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接して、 第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物 系 I I I 一 V族化合物半導体からなる中間層が設けられているので、 こ の中間層により、 キヤップ層などにより活性層または第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に発生する応力を大幅に緩和するこ とができ、 あるいは、 p型層の p型ド一パントとして用いられる M gの 活性層または第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層への 拡散を有効に抑制することができ、 これによつて初期劣化率が十分に低 くて長寿命で、 動作電流の経時変化が極めて少なく、 発光むらも極めて 少ない、 窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体を用いた半導体発光素子あ るいは長寿命で経時変化も極めて少ない、 窒化物系 I I I - V族化合物 半導体を用いた半導体装置を実現することができる。 また、 この発明に よる製造方法によれば、 このような半導体発光素子および半導体装置を 容易に製造することができる。
また、 キャップ層を設ける位置の最適化により、 活性層にキャップ 層を隣接させて設けたり、 活性層に中間層を介してキャップ層を設けた りする場合に比べて光導波層あるいは第 1の光導波層の結晶性を良好に することができ、 あるいはこれらの光導波層あるいは第 1の光導波層の 厚さの最適化を図ることができることから、 長寿命で、 しかも特に半導 体レーザでは遠視野像における光強度分布の対称性が高く、 放射角のァ スぺクト比の向上を図ることができる、 窒化物系 I I I — V族化合物半 導体を用いた半導体発光素子あるいは長寿命の窒化物系 I I I — V族化 合物半導体を用いた半導体装置を実現することができる。 また、 この発 明による製造方法によれば、 このような半導体発光素子および半導体装 置を容易に製造することができる。

Claims

B冃 求 の 範 囲
1. I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体か らなる活性層と、
上記活性層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I一 V族化合物半導体 と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I一 V族化合物半導 体からなる中間層と、
上記中間層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I— V族化合物半導体からなるキャップ層とを有する
ことを特徴とする半導体発光素子。
2. 上記中間層を構成する上記第 2の窒化物系 I I I— V族化合物半導 体は I nx G a x-x N (ただし、 0≤χ< 1) である
ことを特徴とする請求の範囲 1記載の半導体発光素子。
3. 上記キャップ層を構成する上記第 3の窒化物系 I I I— V族化合物 半導体は A 1 y G a N (ただし、 0≤y< l) である
ことを特徴とする請求の範囲 1記載の半導体発光素子。
4. 上記キャップ層に接した、 G aを含む第 4の窒化物系 I I I一 V族 化合物半導体からなる P型層を有する - ことを特徴とする請求の範囲 1記載の半導体発光素子。
5. 上記！)型層を構成する上記第' 4の窒化物系 I I I一 V族化合物半導 体は G a Nである
ことを特徴とする請求の範囲 4記載の半導体発光素子。
6. 上記 p型層を構成する上記第 4の窒化物系 I I I一 V族化合物半導 体は I nz G a N (ただし、 0≤ zく 1) である
ことを特徴とする請求の範囲 4記載の半導体発光素子。
7. 上記活性層は井戸層と障壁層とからなる多重量子井戸構造を有し、 上記中間層の I n組成は上記障壁層の I n組成と同じか、 または、 より 小さい
ことを特徴とする請求の範囲 1記載の半導体発光素子。
8. 上記中間層を構成する上記第 2の窒化物系 I I I一 V族化合物半導 体の I n組成は上記活性層から離れるにしたがって減少する
ことを特徴とする請求の範囲 1記載の半導体発光素子。
9. 上記中間層に含まれる I nは 5 X 1 019 cm— 3以下である
ことを特徴とする請求の範囲 1記載の半導体発光素子。
1 0. 上記中間層の厚さは 8 nm以上である
ことを特徴とする請求の範囲 1記載の半導体発光素子。
1 1. 上記 ρ型層中に含まれる I nは 1 X 1 017 c m— 3以上 5 X 1 019 c m-3以下である
ことを特徴とする請求の範囲 1記載の半導体発光素子。
1 2. 上記 p型層は光導波層である
ことを特徴とする請求の範囲 1記載の半導体発光素子。
1 3. 1 nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I一 V族化合物半導体 からなる活性層と、
上記活性層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I - V族化合物半導体 と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I一 V族化合物半導 体からなる中間層と、
上記中間層に接した、 光導波層またはクラッド層として用いられる G aを含む第 5の窒化物系 I I I一 V族化合物半導体からなる p型層とを 有する
ことを特徴とする半導体発光素子。
14. 上記中間層を構成する上記第 2の窒化物系 I I I一 V族化合物半 導体は I nx G a χ_χ N (ただし、 0≤χ< 1) である ことを特徴とする請求の範囲 1 3記載の半導体発光素子。
1 5 . 上記活性層は井戸層と障壁層とからなる多重量子井戸構造を有し 上記中間層の I n組成は上記障壁層の I n組成と同じか、 または、 より 小さい
ことを特徴とする請求の範囲 1 3記載の半導体発光素子。
1 6 . 上記中間層を構成する上記第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体の I n組成は上記活性層から離れるにしたがって減少する
ことを特徴とする請求の範囲 1 3記載の半導体発光素子。
1 7 . 上記中間層に含まれる I nは 5 X 1 0 1 9 c m- 3以下である
ことを特徴とする請求の範囲 1 3記載の半導体発光素子。
1 8 . 上記中間層の厚さは 8 n m以上である
ことを特徴とする請求の範囲 1 3記載の半導体発光素子。
1 9 . 上記 ρ型層中に含まれる I nは 1 X 1 0 1 7 c m— 3以上 5 X 1 0 1 9 c m— 3以下である
ことを特徴とする請求の範囲 1 3記載の半導体発光素子。
2 0 . 上記 p型層は光導波層である
ことを特徴とする請求の範囲 1 3記載の半導体発光素子。
2 1 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 からなる活性層と、
上記活性層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる中間層と、
上記中間層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなるキャップ層とを有する半導体発光素子の製造 方法であって、
上記活性層を成長させた後、 成長温度を上昇させながら上記中間層を 成長させるようにした
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
2 2. 上記中間層の成長終了時点の成長温度が上記キャップ層の成長温 度とほぼ同じである
ことを特徴とする請求の範囲 2 1記載の半導体発光素子の製造方法。
2 3. 上記中間層を構成する上記第 2の窒化物系 I I I一 V族化合物半 導体は I nx G a N (ただし、 0≤χ< 1) である
ことを特徴とする請求の範囲 2 1記載の半導体発光素子の製造方法。
24. 上記キャップ層を構成する上記第 3の窒化物系 I I I一 V族化合 物半導体は A 1 y G a !_y N (ただし、 0≤y< l) である
ことを特徴とする請求の範囲 2 1記載の半導体発光素子の製造方法。
2 5. 上記キャップ層に接した、 G aを含む第 4の窒化物系 I I I一 V 族化合物半導体からなる P型層を有する
ことを特徴とする請求の範囲 2 1記載の半導体発光素子の製造方法。
2 6. 上記 P型層を構成する上記第 4の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体は G a Nである
ことを特徴とする請求の範囲 2 5記載の半導体発光素子の製造方法。
2 7. 上記 p型層を構成する上記第 4の窒化物系 I I I一 V族化合物半 導体は I nz G a x_z N (ただし、 0≤ ζ<1) である
ことを特徴とする請求の範囲 2 5記載の半導体発光素子の製造方法。
2 8. 上記活性層は井戸層と障壁層とからなる多重量子井戸構造を有し 上記中間層の I n組成は上記障壁層の I n組成と同じか、 または、 より 小さい
ことを特徴とする請求の範囲 2 1記載の半導体発光素子の製造方法。
2 9. 上記中間層を構成する上記第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体の I n組成は上記活性層から離れるにしたがって減少する ことを特徴とする請求の範囲 2 1記載の半導体発光素子の製造方法。
3 0 . 上記中間層に含まれる I nは 5 X 1 0 1 9 c m- 3以下である
ことを特徴とする請求の範囲 2 1記載の半導体発光素子の製造方法。
3 1 . 上記中間層の厚さは 8 n m以上である
ことを特徴とする請求の範囲 2 1記載の半導体発光素子の製造方法。
3 2 . 上記 p型層中に含まれる I nは 1 X 1 0 1 7 c m- 3以上 5 X 1 0 1 9 c m— 3以下である
ことを特徴とする請求の範囲 2 1記載の半導体発光素子の製造方法。
3 3 . 上記 p型層は光導波層である
ことを特徴とする請求の範囲 2 1記載の半導体発光素子の製造方法。
3 4 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体 からなる活性層と、
上記活性層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる中間層と、
上記中間層に接した、 光導波層またはクラッド層として用いられる G aを含む第 5の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる p型層とを 有する半導体発光素子の製造方法であって、
上記活性層を成長させた後、 成長温度を上昇させながら上記中間層を 成長させるようにした
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
3 5 . 上記中間層の成長終了時点の成長温度が上記キャップ層の成長温 度とほぼ同じである
ことを特徴とする請求の範囲 3 4記載の半導体発光素子の製造方法。
3 6 . 上記中間層を構成する上記第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体は I n x G a N (ただし、 0≤χ < 1 ) である ことを特徴とする請求の範囲 3 4記載の半導体発光素子の製造方法。
3 7 . 上記活性層は井戸層と障壁層とからなる多重量子井戸構造を有し. 上記中間層の I n組成は上記障壁層の I n組成と同じか、 または、 より 小さい
ことを特徴とする請求の範囲 3 4記載の半導体発光素子の製造方法。
3 8 . 上記中間層を構成する上記第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体の I n組成は上記活性層から離れるにしたがって減少する
ことを特徴とする請求の範囲 3 4記載の半導体発光素子の製造方法。
3 9 . 上記中間層に含まれる I nは 5 X 1 0 1 9 c m— 3以下である
ことを特徴とする請求の範囲 3 4記載の半導体発光素子の製造方法。
4 0 . 上記中間層の厚さは 8 n m以上である
ことを特徴とする請求の範囲 3 4記載の半導体発光素子の製造方法。
4 1 . 上記！）型層中に含まれる I nは 1 X 1 0 1 7 c m— 3以上 5 X 1 0 1 9 c m—3以下である
ことを特徴とする請求の範囲 3 4記載の半導体発光素子の製造方法。
4 2 . 上記 p型層は光導波層である
ことを特徴とする請求の範囲 3 4記載の半導体発光素子の製造方法。
4 3 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G a を含む第 2の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなるキャップ層とを有する
ことを特徴とする半導体装置。
4 4 . 上記中間層を構成する上記第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体は I nx G a N (ただし、 0≤xく 1 ) である ことを特徵とする請求の範囲 4 3記載の半導体装置。
4 5. 上記キャップ層を構成する上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合 物半導体は A l y G a,., N (ただし、 0≤yく 1) である
ことを特徴とする請求の範囲 4 3記載の半導体装置。
4 6. 上記キャップ層に接した、 G aを含む第 4の窒化物系 I I I — V 族化合物半導体からなる P型層を有する
ことを特徴とする請求の範囲 4 3記載の半導体装置。
47. 上記 p型層を構成する上記第 4の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体は G a Nである
ことを特徴とする請求の範囲 46記載の半導体装置。
48. 上記 p型層を構成する上記第 4の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体は I nz G a N (ただし、 0≤ zく 1 ) である
ことを特徴とする請求の範囲 4 6記載の半導体装置。
4 9. 上記活性層は井戸層と障壁層とからなる多重量子井戸構造を有し 上記中間層の I n組成は上記障壁層の I n組成と同じか、 または、 より 小さい
ことを特徴とする請求の範囲 4 3記載の半導体装置。
5 0. 上記中間層を構成する上記第 2の窒化物系 I I I一 V族化合物半 導体の I n組成は上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からな る層から離れるにしたがって減少する
ことを特徴とする請求の範囲 4 3記載の半導体装置。
5 1. 上記中間層に含まれる I nは 5 X 1 019 cm—3以下である ことを特徴とする請求の範囲 4 3記載の半導体装置。
5 2. 上記中間層の厚さは 8 nm以上である
ことを特徴とする請求の範囲 4 3記載の半導体装置。
5 3 . 上記 p型層中に含まれる I nは 1 X 1 0 1 7 c m— 3以上 5 X 1 0 1 9 c m—3以下である
ことを特徴とする請求の範囲 4 3記載の半導体装置。
5 4 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体 からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G a を含む第 2の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、 G aを含む第 5の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる p型層とを有する
ことを特徴とする半導体装置。
5 5 . 上記中間層を構成する上記第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体は I n x G a x - x N (ただし、 0≤χ < 1 ) である
ことを特徴とする請求の範囲 5 4記載の半導体装置。
5 6 . 上記第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層は井戸 層と障壁層とからなる多重量子井戸構造を有し、 上記中間層の I n組成 は上記障壁層の I n組成と同じか、 または、 より小さい
ことを特徴とする請求の範囲 5 4記載の半導体装置。
5 7 . 上記中間層を構成する上記第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体の I n組成は上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からな る層から離れるにしたがって減少する
ことを特徴とする請求の範囲 5 4記載の半導体装置。
5 8 . 上記中間層に含まれる I nは 5 X 1 0 1 9 c m- 3以下である
ことを特徴とする請求の範囲 5 4記載の半導体装置。
5 9 . 上記中間層の厚さは 8 n m以上である
ことを特徴とする請求の範囲 5 4記載の半導体装置。
6 0. 上記 p型層中に含まれる I nは 1 X 1 017 c m— 3以上 5 X 1 019 c m— 3以下である
ことを特徴とする請求の範囲 54記載の半導体装置。
6 1. I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I一 V族化合物半導体 からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G a を含む第 2の窒化物系 I I I一 V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I一 V族化合物半導体からなるキャップ層とを有する半導体装置の製造方法 であって、
上記第 1の窒化物系 I I I一 V族化合物半導体からなる層を成長させ た後、 成長温度を上昇させながら上記中間層を成長させるようにした ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
6 2. 上記中間層の成長終了時点の成長温度が上記キャップ層の成長温 度とほぼ同じである
ことを特徴とする請求の範囲 6 1記載の半導体装置の製造方法。
6 3. 上記中間層を構成する上記第 2の窒化物系 I I I一 V族化合物半 導体は I nx G a N (ただし、 0≤χ<1) である
ことを特徴とする請求の範囲 6 1記載の半導体装置の製造方法。
64. 上記キャップ層を構成する上記第 3の窒化物系 I I I _V族化合 物半導体は A l y G a,_y N (ただし、 0≤y< l) である
ことを特徴とする請求の範囲 6 1記載の半導体装置の製造方法。
6 5. 上記キャップ層に接した、 G aを含む第 4の窒化物系 I I I一 V 族化合物半導体からなる p型層を有する
ことを特徴とする請求の範囲 6 1記載の半導体装置の製造方法。
6 6 . 上記！)型層を構成する上記第 4の窒化物系 I I I— V族化合物半 導体は G a Nである
ことを特徴とする請求の範囲 6 5記載の半導体装置の製造方法。
6 7 . 上記 p型層を構成する上記第 4の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体は I n G a N (ただし、 0≤ ζ < 1 ) である
ことを特徴とする請求の範囲 6 5記載の半導体装置の製造方法。
6 8 . 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層は井戸 層と障壁層とからなる多重量子井戸構造を有し、 上記中間層の I n組成 は上記障壁層の I n組成と同じか、 または、 より小さい
ことを特徴とする請求の範囲 6 1記載の半導体装置の製造方法。
6 9 . 上記中間層を構成する上記第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体の I n組成は上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からな る層から離れるにしたがって減少する
ことを特徴とする請求の範囲 6 1記載の半導体装置の製造方法。
7 0 . 上記中間層に含まれる I nは 5 X 1 0 1 9 c m— 3以下である
ことを特徴とする請求の範囲 6 1記載の半導体装置の製造方法。
7 1 . 上記中間層の厚さは 8 n m以上である
ことを特徴とする請求の範囲 6 1記載の半導体装置の製造方法。
7 2 . 上記 p型層中に含まれる I nは 1 X 1 0 1 7 c m— 3以上 5 X 1 0 1 9 c m— 3以下である
ことを特徴とする請求の範囲 6 1記載の半導体装置の製造方法。
7 3 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G a を含む第 2の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、 G aを含む第 5の窒化物系 I I I _ V族化合物 半導体からなる p型層とを有する半導体装置の製造方法であって、 上記第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層を成長させ た後、 成長温度を上昇させながら上記中間層を成長させるようにした ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
7 4 . 上記中間層の成長終了時点の成長温度が上記キャップ層の成長温 度とほぼ同じである
ことを特徴とする請求の範囲 7 3記載の半導体装置の製造方法。
7 5 . 上記中間層を構成する上記第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体は I n x G a ! _ x N (ただし、 0≤χ < 1 ) である
ことを特徴とする請求の範囲 7 3記載の半導体装置の製造方法。
7 6 . 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層は井戸 層と障壁層とからなる多重量子井戸構造を有し、 上記中間層の I n組成 は上記障壁層の I n組成と同じか、 または、 より小さい
ことを特徴とする請求の範囲 7 3記載の半導体装置の製造方法。
7 7 . 上記中間層を構成する上記第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体の I n組成は上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からな る層から離れるにしたがって減少する
ことを特徴とする請求の範囲 7 3記載の半導体装置の製造方法。
7 8 . 上記中間層に含まれる I nは 5 X 1 0 1 9 c m- 3以下である
ことを特徴とする請求の範西 7 3記載の半導体装置の製造方法。
7 9 . 上記中間層の厚さは 8 n m以上である
ことを特徴とする請求の範囲 7 3記載の半導体装置の製造方法。
8 0 . 上記 p型層中に含まれる I nは 1 X 1 0 1 7 c m- 3以上 5 X 1 0 1 3 c m— 3以下である
ことを特徴とする請求の範囲 7 3記載の半導体装置の製造方法。
8 1 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 からなる活性層と、
上記活性層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる光導波層と、
上記光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなるキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる p型クラッド層とを有する
ことを特徴とする半導体発光素子。
8 2 . 上記キャップ層のバンドギヤップは上記 p型クラッド層のバンド ギヤップより大きい
ことを特徴とする請求の範囲 8 1記載の半導体発光素子。
8 3 . 上記キャップ層を構成する上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合 物半導体は A 1 y G a x _ y N (ただし、 0≤y < l ) である
ことを特徴とする請求の範囲 8 1記載の半導体発光素子。
8 4 . 上記キャップ層の厚さは 2 n m以上である
ことを特徴とする請求の範囲 8 1記載の半導体発光素子。
8 5 . 上記光導波層はアンドープである
ことを特徴とする請求の範囲 8 1記載の半導体発光素子。
8 6 . 上記光導波層の厚さは 8 n m以上である
ことを特徴とする請求の範囲 8 1記載の半導体発光素子。
8 7 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 からなる活性層と、
上記活性層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる中間層と、
上記中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I Ί I一 V族化合物 半導体からなる光導波層と、
上記光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなるキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I一 V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I—V族化合物 半導体からなる p型クラッド層とを有する
ことを特徴とする半導体発光素子。
88. 上記キャップ層のバンドギャップは上記 p型クラッド層のバンド ギャップより大きい
ことを特徴とする請求の範囲 8 7記載の半導体発光素子。
8 9. 上記中間層を構成する上記第 2の窒化物系 I I I一 V族化合物半 導体は I nx G a ,_x N (ただし、 0^χ< 1) である
ことを特徴とする請求の範囲 8 7記載の半導体発光素子。 '
90. 上記キャップ層を構成する上記第 3の窒化物系 I I I一 V族化合 物半導体は A 1 y G a N (ただし、 0≤yく 1) である
ことを特徴とする請求の範囲 8 7記載の半導体発光素子。
9 1. 上記キャップ層の厚さは 2 nm以上である
ことを特徴とする請求の範囲 87記載の半導体発光素子。
9 2. 上記光導波層はアンドープである
ことを特徴とする請求の範囲 8 7記載の半導体発光素子。
9 3. 上記光導波層の厚さは 8 nm以上である
ことを特徴とする請求の範囲 8 7記載の半導体発光素子。
94. I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I一 V族化合物半導体 からなる活性層と、 上記活性層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる第 1の光導波層と、
上記第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなるキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I _ V族化 合物半導体からなる第 2の光導波層と、
上記第 2の光導波層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I— V族化合 物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I— V族化 合物半導体からなる p型クラッド層とを有する
ことを特徴とする半導体発光素子。
9 5 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 からなる活性層と、
上記活性層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる中間層と、
上記中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる第 1の光導波層と、
上記第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなるキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I _ V族化 合物半導体からなる第 2の光導波層と、
上記第 2の光導波層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合 物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる P型クラッド層とを有する
ことを特徴とする半導体発光素子。
9 6 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体 からなる活性層と、
上記活性層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる第 1の光導波層と、
上記第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキ ャップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる第 2の光導波層と、
上記第 2の光導波層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合 物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる p型クラッド層とを有する
ことを特徴とする半導体発光素子。
9 7 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 からなる活性層と、
上記活性層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I— V族化合物半導体 と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I—V族化合物半導 体からなる中間層と、
上記中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる第 1の光導波層と、
上記第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系
I I I 一 V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキ ャップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる第 2の光導波層と、
上記第 2の光導波層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合 物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる p型クラッド層とを有する
ことを特徴とする半導体発光素子。
9 8 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 からなる活性層と、
上記活性層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる光導波層と、
上記光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキャップ 層と、
上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる p型クラッド層とを有する
ことを特徴とする半導体発光素子。
9 9 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 からなる活性層と、
上記活性層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 と異なる I nおよび G aを含む中間層と、
上記中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる光導波層と、
上記光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキャップ 層と、
上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I— V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I— V族化合物 半導体からなる ρ型クラッド層とを有する
ことを特徴とする半導体発光素子。
1 0 0 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる活性層と、
上記活性層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる光導波層と、
上記光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなるキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I — V族化合物 半導体からなる p型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法で あって、
上記活性層、 上記光導波層および上記キャップ層は、 実質的に水素を 含まず、 窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気中で成長させ、
上記 P型クラッド層は、 窒素と水素とを主成分とするキャリアガス雰 囲気中で成長させるようにした
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
1 0 1 . 上記実質的に水素を含まず、 窒素を主成分とするキャリアガス 雰囲気は N 2 ガス雰囲気である
ことを特徴とする請求の範囲 1 0 0記載の半導体発光素子の製造方法 1 0 2 . 上記窒素と水素とを主成分とするキヤリァガス雰囲気は N 2 と H 2 との混合ガス雰囲気である
ことを特徴とする請求の範囲 1 0 0記載の半導体発光素子の製造方法 - 1 0 3 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる活性層と、
上記活性層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる光導波層と、
上記光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなるキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I— V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる p型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法で あって、
上記活性層、 上記光導波層および上記キャップ層を上記 p型クラッド 層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
1 0 4 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる活性層と、
上記活性層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I - V族化合物半導体 と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる中間層と、
上記中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる光導波層と、
上記光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなるキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる p型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法で あって、
上記活性層、 上記中間層、 上記光導波層および上記キャップ層は、 実 質的に水素を含まず、 窒素を主成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長 させ、
上記 p型クラッド層は、 窒素と水素とを主成分とするキャリアガス雰 囲気中で成長させるようにした ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
1 0 5 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる活性層と、
上記活性層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I— V族化合物半導 体からなる中間層と、
上記中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I—V族化合物 半導体からなる光導波層と、
上記光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなるキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる p型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法で あって、
上記活性層、 上記中間層、 上記光導波層および上記キャップ層を上記 p型クラッド層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるようにした ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
1 0 6 . 上記活性層および上記中間層を上記光導波層および上記キヤッ プ層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とする請求の範囲 1 0 5記載の半導体発光素子の製造方法 <
1 0 7 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる活性層と、
上記活性層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I _ V族化合物 半導体からなる第 1の光導波層と、
上記第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系
I I I—V族化合物半導体からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる第 2の光導波層と、
上記第 2の光導波層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合 物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる ρ型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方 法であって、
上記活性層、 上記第 1の光導波層および上記キャップ層は、 実質的に 水素を含まず、 窒素を主成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長させ、 上記第 2の光導波層および上記 p型クラッド層は、 窒素と水素とを主 成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長させるようにした
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
1 0 8 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる活性層と、
上記活性層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる第 1の光導波層と、
上記第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなるキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I _ V族化 合物半導体からなる第 2の光導波層と、
上記第 2の光導波層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合 物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる p型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方 法であって、
上記活性層、 上記第 1の光導波層および上記キャップ層を上記第 2の 光導波層および上記 p型クラッド層の成長温度よりも低い成長温度で成 長させるようにした ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
1 0 9 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる活性層と、
上記活性層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I— V族化合物半導体 と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I—V族化合物半導 体からなる中間層と、
上記中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる第 1の光導波層と、
上記第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなるキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I— V族化 合物半導体からなる第 2の光導波層と、
上記第 2の光導波層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I - V族化合 物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる p型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方 法であって、
上記活性層、 上記中間層、 上記第 1の光導波層および上記キャップ層 は、 実質的に水素を含まず、 窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気中 で成長させ、
上記第 2の光導波層および上記 p型クラッド層は、 窒素と水素とを主 成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長させるようにした
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
1 1 0 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる活性層と、
上記活性層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる中間層と、
上記中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる第 1の光導波層と、
上記第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなるキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる第 2の光導波層と、
上記第 2の光導波層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合 物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる p型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方 法であって、
上記活性層、 上記中間層、 上記第 1の光導波層および上記キャップ層 を上記第 2の光導波層および上記 p型クラッド層の成長温度よりも低い 成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
1 1 1 . 上記活性層を上記中間層、 上記第 1の光導波層および上記キヤ ップ層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とする請求の範囲 1 1 0記載の半導体発光素子の製造方法 <
1 1 2 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導 体からなる活性層と、
上記活性層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I— V族化合物 半導体からなる第 1の光導波層と、
上記第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I—V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキ ヤップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる第 2の光導波層と、
上記第 2の光導波層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合 物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる p型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方 法であって、
上記活性層、 上記第 1の光導波層および上記キャップ層は、 実質的に 水素を含まず、 窒素を主成分とするキヤリアガス雰囲気中で成長させ、 上記第 2の光導波層および上記 p型クラッド層は、 窒素と水素とを主 成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長させるようにした
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
1 1 3 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる活性層と、
上記活性層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる第 1の光導波層と、
上記第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキ ャップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる第 2の光導波層と、
上記第 2の光導波層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I _ V族化合 物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる p型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方 法であって、
上記活性層、 上記第 1の光導波層および上記キャップ層を上記第 2の 光導波層および上記 p型クラッド層の成長温度よりも低い成長温度で成 長させるようにした ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
1 1 4 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導 体からなる活性層と、
上記活性層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる中間層と、
上記中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる第 1の光導波層と、
上記第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキ ャップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる第 2の光導波層と、
上記第 2の光導波層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合 物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I— V族化 合物半導体からなる P型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方 法であって、
上記活性層、 上記中間層、 上記第 1の光導波層および上記キャップ層 は、 実質的に水素を含まず、 窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気中 で成長させ、
上記第 2の光導波層および上記 p型クラッド層は、 窒素と水素とを主 成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長させるようにした
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
1 1 5 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる活性層と、
上記活性層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 と異なる I nおよび G aを含む第 2の窒化物系 I I I—V族化合物半導 体からなる中間層と、
上記中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる第 1の光導波層と、
上記第 1の光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキ ャップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる第 2の光導波層と、
上記第 2の光導波層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合 物半導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる！)型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方 法であって、
上記活性層、 上記中間層、 上記第 1の光導波層および上記キャップ層 を上記第 2の光導波層および上記 p型クラッド層の成長温度よりも低い 成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
1 1 6 . 上記活性層および上記中間層を上記第 1の光導波層および上記 キャップ層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とする請求の範囲 1 1 5記載の半導体発光素子の製造方法,
1 1 7 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる活性層と、
上記活性層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる光導波層と、
上記光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキャップ 層と、
上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I— V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる p型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法で あって、
上記活性層、 上記光導波層および上記キャップ層は、 実質的に水素を 含まず、 窒素を主成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長させ、
上記 P型クラッド層は、 窒素と水素とを主成分とするキャリアガス雰 囲気中で成長させるようにした
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
1 1 8 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる活性層と、
上記活性層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる光導波層と、
上記光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキャップ 層と、
上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる p型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法で あって、
上記活性層、 上記光導波層および上記キャップ層を上記 P型クラッド 層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
1 1 9 . 1 nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる活性層と、 上記活性層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 と異なる I nおよび G aを含む中間層と、
上記中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる光導波層と、
上記光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキャップ 層と、
上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I— V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる p型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法で あって、
上記活性層、 上記中間層、 上記光導波層および上記キャップ層は、 実 質的に水素を含まず、 窒素を主成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長 させ、
上記 p型クラッド層は、 窒素と水素とを主成分とするキャリアガス雰 囲気中で成長させるようにした
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
1 2 0 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる活性層と、
上記活性層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体 と異なる I nおよび G aを含む中間層と、
上記中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる光導波層と、
上記光導波層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により障壁層が形成された超格子からなるキャップ 層と、 上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I _ V族化合物 半導体からなる p型クラッド層とを有する半導体発光素子の製造方法で あって、
上記活性層、 上記中間層、 上記光導波層および上記キャップ層を上記 P型クラッド層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるようにした ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
1 2 1 . 上記活性層および上記中間層を上記光導波層および上記キヤッ プ層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とする請求の範囲 1 2 0記載の半導体発光素子の製造方法 c 1 2 2 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層と、 上記第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からな るキヤップ層と、
上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる P型層とを有する
ことを特徴とする半導体装置。
1 2 3 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G a を含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層と、
上記第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からな るキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる p型層とを有する
ことを特徴とする半導体装置。
1 4 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層と、 上記第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からな るキヤップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる層と、
上記第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I—V族化合物半導体と異なる A 1および G a を含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる p型層とを有 する
ことを特徴とする半導体装置。
1 2 5 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体と異なる I nおよび G a を含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層と、
上記第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からな るキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I—V族化 合物半導体からなる層と、
上記第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる A 1および G a を含む第 7の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなる P型層とを有 する
ことを特徴とする半導体装置。
1 2 6 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層と、 上記第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により 障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I—V族化 合物半導体からなる層と、
上記第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I—V族化合物半導体と異なる A 1および G a を含む第 7の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる p型層とを有 する
ことを特徴とする半導体装置。
1 2 7 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体と異なる I nおよび G a を含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I—V族化合物 半導体からなる層と、
上記第 8の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I— V族化合物半導体により 障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる層と、
上記第 9の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる A 1および G a を含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる p型層とを有 する
ことを特徴とする半導体装置。
1 2 8 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層と、 上記第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により 障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と、 上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる p型層とを有する
ことを特徴とする半導体装置。
1 2 9 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G a を含む中間層と、
上記中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層と、
上記第 6の窒化物系 I I I —V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により 障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる p型層とを有する
ことを特徴とする半導体装置。
1 3 0 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層と、 上記第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I一 V族化合物半導体からな るキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる p型層とを有する半導体装置の製造方法であって、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 上記第 6 の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層および上記キャップ層 は、 実質的に水素を含まず、 窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気中 で成長させ、
上記 P型層は、 窒素と水素とを主成分とするキヤリァガス雰囲気中で 成長させるようにした
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1 3 1 . 1 nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層と、 上記第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からな るキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I _ V族化合物 半導体からなる p型層とを有する半導体装置の製造方法であって、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 上記第 6 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および上記キャップ層 を上記 P型層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるようにした ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1 3 2 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、 .
上記第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G a を含む第 2の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層と、
上記第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I— V族化合物半導体からな るキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I— V族化合物 半導体からなる！)型層とを有する半導体装置の製造方法であって、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 上記中間 層、 上記第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および上 記キャップ層は、 実質的に水素を含まず、 窒素を主成分とするキャリア ガス雰囲気中で成長させ、
上記 p型層は、 窒素と水素とを主成分とするキャリアガス雰囲気中で 成長させるようにした
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1 3 3 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G a を含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層と、
上記第 6の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I— V族化合物半導体からな るキヤップ層と、
上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I _ V族化合物 半導体からなる； p型層とを有する半導体装置の製造方法であって、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 上記中間 層、 上記第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および上 記キャップ層を上記 P型層の成長温度よりも低い成長温度で成長させる ようにした
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1 3 4 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層と、 上記第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からな るキヤップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I _ V族化 合物半導体からなる層と、
上記第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる A 1および G a を含む第 7の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる p型層とを有 する半導体装置の製造方法であって、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 上記第 8 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および上記キャップ層 は、 実質的に水素を含まず、 窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気中 で成長させ、 上記第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および上記 P型層は、 窒素と水素とを主成分とするキヤリァガス雰囲気中で成長さ せるようにした
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1 3 5 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層と、 上記第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からな るキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I— V族化 合物半導体からなる層と、
上記第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体と異なる A 1および G a を含む第 7の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる p型層とを有 する半導体装置の製造方法であって、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 上記第 8 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および上記キャップ層 を上記第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層おょぴ上記 P型層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1 3 6 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体と異なる I nおよび G a を含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層と、
上記第 8の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からな るキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる層と、
上記第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる A 1および G a を含む第 7の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる！)型層とを有 する半導体装置の製造方法であって、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 上記中間 層、 上記第 8の窒化物系 I I I一 V族化合物半導体からなる層および上 記キャップ層は、 実質的に水素を含まず、 窒素を主成分とするキャリア ガス雰囲気中で成長させ、
上記第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および上記
P型層は、 窒素と水素とを主成分とするキヤリアガス雰囲気中で成長さ せるようにした
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1 3 7 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G a を含む第 2の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層と、
上記第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からな るキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる層と、
上記第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる A 1および G a を含む第 7の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる p型層とを有 する半導体装置の製造方法であって、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 上記中間 層、 上記第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および上 記キャップ層を上記第 9の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる 層および上記 p型層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるように した
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1 3 8 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層と、 上記第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I— V族化合物半導体により 障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる層と、
上記第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる A 1および G a を含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる]?型層とを有 する半導体装置の製造方法であって、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 上記第 8 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および上記キャップ層 は、 実質的に水素を含まず、 窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気中 で成長させ、
上記第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および上記 P型クラッド層は、 窒素と水素とを主成分とするキャリアガス雰囲気中 で成長させるようにした
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1 3 9 . I nおよび G を含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒ィ匕物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層と、 上記第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により 障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I— V族化 合物半導体からなる層と、
上記第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる A 1および G a を含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる p型層とを有 する半導体装置の製造方法であって、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 上記第 8 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および上記キャップ層 を上記第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および上記 P型層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるようにした
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1 4 0 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G a を含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層と、
上記第 8の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により 障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる層と、
上記第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる A 1および G a を含む第 7の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなる p型層とを有 する半導体装置の製造方法であって、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 上記中間 層、 上記第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および上 記キャップ層は、 実質的に水素を含まず、 窒素を主成分とするキャリア ガス雰囲気中で成長させ、
上記第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および上記 ρ型層は、 窒素と水素とを主成分とするキャリアガス雰囲気中で成長さ せるようにした ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1 4 1 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G a を含む第 2の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる中間層と、 上記中間層に接した、 G aを含む第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層と、
上記第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により 障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 G aを含む第 9の窒化物系 I I I 一 V族化 合物半導体からなる層と、
上記第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる A 1および G a を含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる p型層とを有 する半導体装置の製造方法であって、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 上記中間 層、 上記第 8の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および上 記キャップ層を上記第 9の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる 層および上記 P型層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるように した
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1 4 2 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層と、 上記第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、
A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体により 障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる p型層とを有する半導体装置の製造方法であって、 上記第 1の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなる層、 上記第 6 の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および上記キャップ層 は、 実質的に水素を含まず、 窒素を主成分とするキャリアガス雰囲気中 で成長させ、
上記 P型層は、 窒素と水素とを主成分とするキヤリァガス雰囲気中で 成長させるようにした
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1 4 3 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I _ V族化合物半導体からなる層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層と、 上記第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により 障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる p型層とを有する半導体装置の製造方法であって、 上記第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層、 上記第 6 の窒化物系 I I I—V族化合物半導体からなる層および上記キャップ層 を上記 P型層の成長温度よりも低い成長温度で成長させるようにした ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1 4 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I—V族化合物半導体と異なる I nおよび G a を含む中間層と、
上記中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層と、
上記第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により 障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる p型層とを有する半導体装置の製造方法であって、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 上記中間 層、 上記第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および上 記キャップ層は、 実質的に水素を含まず、 窒素を主成分とするキャリア ガス雰囲気中で成長させ、
上記 p型層は、 窒素と水素とを主成分とするキャリアガス雰囲気中で 成長させるようにした
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1 4 5 . I nおよび G aを含む第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導 体からなる層と、
上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体と異なる I nおよび G a を含む中間層と、
上記中間層に接した、 G aを含む第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる層と、
上記第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層に接した、 A 1および G aを含む第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体により 障壁層が形成された超格子からなるキャップ層と、
上記キャップ層に接した、 上記第 3の窒化物系 I I I 一 V族化合物半 導体と異なる A 1および G aを含む第 7の窒化物系 I I I 一 V族化合物 半導体からなる p型層とを有する半導体装置の製造方法であって、 上記第 1の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層、 上記中間 層、 上記第 6の窒化物系 I I I 一 V族化合物半導体からなる層および上 記キヤップ層を上記 p型クラッド層の成長温度よりも低い成長温度で成 長させるようにした
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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