(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層上に窒化物系半導体層からなるクラッド層が形成され、前記クラッド層は平坦部およびその平坦部上のリッジ部を有し、前記クラッド層の前記平坦部上およびリッジ部の側面に誘電体膜が形成された半導体発光素子において、
前記誘電体膜は、前記窒化物系半導体層との界面側に窒化膜を含みかつ前記窒化物系半導体層と反対側に酸化膜を含み、前記窒化膜と前記酸化膜との間に窒素および酸素を含有する化合物膜を含むことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記化合物膜は、前記窒化膜との界面側から前記酸化膜との界面側へ向かって窒素の含有量が漸次減少しかつ酸素の含有量が漸次増加する傾斜組成を有することを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記窒化膜は窒化珪素膜または窒化チタン膜であり、前記酸化膜は酸化珪素膜または酸化チタン膜であることを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記化合物膜は珪素またはチタンと窒素と酸素との化合物膜であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体発光素子。
【請求項５】
発光層上に窒化物系半導体層からなるクラッド層が形成され、前記クラッド層は平坦部およびその平坦部上のリッジ部を有し、前記クラッド層の前記平坦部上およびリッジ部の側面に誘電体膜が形成された半導体発光素子において、前記誘電体膜は、前記窒化物系半導体層との界面側に窒素および酸素を含有する化合物を含みかつ前記窒化物系半導体層と反対側に酸化物を含むことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項６】
前記誘電体膜は、化合物膜および酸化膜を含み、前記化合物膜は、前記窒化物系半導体層との界面側から反対側へ向かって窒素の含有量が漸次減少しかつ酸素の含有量が漸次増加する傾斜組成を有することを特徴とする請求項５記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記化合物膜は珪素またはチタンと窒素と酸素との化合物膜であり、前記酸化膜は酸化珪素膜または酸化チタン膜であることを特徴とする請求項６記載の半導体発光素子。
【請求項８】
発光層上に窒化物系半導体層からなるクラッド層が形成され、前記クラッド層は平坦部およびその平坦部上のリッジ部を有し、前記クラッド層の前記平坦部上およびリッジ部の側面に誘電体膜が形成された半導体発光素子において、前記誘電体膜は、前記窒化物系半導体層との界面側に窒化物を含みかつ前記窒化物系半導体層と反対側に窒素および酸素を含有する化合物を含むことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項９】
前記誘電体膜は、窒化膜および化合物膜を含み、前記化合物膜は、前記窒化物系半導体層との界面側から反対側へ向かって窒素の含有量が漸次減少しかつ酸素の含有量が漸次増加する傾斜組成を有することを特徴とする請求項８記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記窒化膜は窒化珪素膜または窒化チタン膜であり、前記化合物膜は珪素またはチタンと窒素と酸素との化合物膜であることを特徴とする請求項９記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
前記リッジ部の側面に凹凸が形成され、前記クラッド層の平坦部上および前記リッジ部の側面に前記誘電体膜が形成されたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の半導体発光素子。
【請求項１２】
前記窒化物系半導体層は、前記発光層下に設けられた第１導電型半導体層と、前記発光層上に設けられた第２導電型半導体層とをさらに含み、前記窒化物系半導体層の一部領域が除去されて前記第１導電型半導体層の一部が露出し、前記第１導電型半導体層の露出した領域に第１の電極が形成され、前記第２導電型半導体層上に第２の電極が形成され、前記誘電体膜は前記第１の電極と前記第２の電極との間における前記窒化物系半導体層の表面に形成されたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の半導体発光素子。
【請求項１３】
窒化物系半導体からなる発光層上に、窒化物系半導体からなりかつ平坦部およびその平坦部上のリッジ部を有するクラッド層が形成され、前記クラッド層の前記リッジ部の側面に凹凸が形成され、前記クラッド層の平坦部上および前記リッジ部の側面に誘電体膜が形成されると共に、
前記誘電体膜は、前記窒化物系半導体層との界面側に窒化物を含みかつ前記窒化物系半導体層と反対側に酸化物を含むことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項１４】
窒化物系半導体からなる発光層上に、窒化物系半導体からなりかつ平坦部およびその平坦部上のリッジ部を有するクラッド層が形成され、前記クラッド層の前記リッジ部の側面に凹凸が形成され、前記クラッド層の平坦部上および前記リッジ部の側面に誘電体膜が形成されると共に、
前記誘電体膜は、前記窒化物系半導体層との界面側に窒素および酸素を含有する化合物を含みかつ前記窒化物系半導体層と反対側に酸化物を含むことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項１５】
窒化物系半導体からなる発光層上に、窒化物系半導体からなりかつ平坦部およびその平坦部上のリッジ部を有するクラッド層が形成され、前記クラッド層の前記リッジ部の側面に凹凸が形成され、前記クラッド層の平坦部上および前記リッジ部の側面に誘電体膜が形成されると共に、
前記誘電体膜は、前記窒化物系半導体層との界面側に窒化物を含みかつ前記窒化物系半導体層と反対側に窒素および酸素を含有する化合物を含むことを特徴とする半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＩｎＮ（窒化インジウム）、ＢＮ（窒化ホウ素）もしくはＴｌＮ（窒化タリウム）またはこれらの混晶等のIII −Ｖ族窒化物系半導体（以下、窒化物系半導体と呼ぶ）からなる化合物半導体層を有する半導体発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高密度・大容量の光ディスクシステムに用いられる記録あるいは再生用の光源として、青色または紫色の光を発する窒化物系半導体レーザ素子の研究開発が活発化している。
【０００３】
図８は、従来の窒化物系半導体レーザ素子の構成を示す模式的断面図である。
図８の半導体レーザ素子は、サファイア基板１のＣ面上に、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学的気相堆積法）によりアンドープのＡｌＧａＮからなるバッファ層２、アンドープのＧａＮ層３、ｎ−ＧａＮからなる第１コンタクト層４、ｎ−ＩｎＧａＮからなるクラック防止層５、ｎ−ＡｌＧａＮからなる第１クラッド層６、ＩｎＧａＮ多層膜からなる発光層７、ｐ−ＡｌＧａＮからなる第２クラッド層８、ｐ−ＧａＮからなる第２コンタクト層９が順に積層されてなる。
【０００４】
第２コンタクト層９の上面から第２クラッド層８の所定の深さまで一部の領域が除去されてリッジ部１０が形成される。また、第２クラッド層８から第１コンタクト層４の所定の深さまで一部の領域が除去されて電極形成面１１が形成される。
【０００５】
また、第２コンタクト層９の上面にはｐ側電極１３１が形成される。第１コンタクト層４の電極形成面１１にはｎ側電極１３２が形成されている。
【０００６】
電流が流れる領域を制限し、レーザ発振に十分な光密度を得るためにＳｉＯ2 あるいはＳｉＮからなる誘電体膜１２が設けられている。誘電体膜１２は、リッジ部１０の両側面、第２クラッド層８の平坦面、第２クラッド層８から第１コンタクト層４に至る側面ならびに第１コンタクト層４の上面に形成される。
【０００７】
この誘電体膜１２は、ｐ側電極１３１とｎ側電極１３２との間の電気的短絡を防止する機能を兼ねている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
誘電体膜１２としてＳｉＯ2 膜を用いると、窒化物系半導体とＳｉＯ2 膜との密着性が不十分なため、誘電体膜の割れや剥離といった問題が発生する。そのため歩留りが低くなる。
【０００９】
一方、誘電体膜１２としてＳｉＮ膜を用いる場合には、Ｎ（窒素）含有量が成膜条件に強く依存するので、数百ｎｍ程度の厚みを有するＳｉＮ膜を再現性よく形成することが困難である。そのため、ＳｉＮ膜のＮ含有量により開口部を形成する際のエッチング速度が変化し、素子特性の再現性が低くなる。
【００１０】
なお、ＳｉＮ膜の膜厚を薄くすると、エッチング速度のばらつきの影響が低減されるが、段差部を完全に覆うことが困難になる。また、ＳｉＮ膜の膜厚が３０ｎｍ以下と薄くなると、ピンホールが存在するため、耐圧が低くなり、リーク電流が発生する。
【００１１】
本発明の目的は、素子特性の再現性が高くかつ歩留りが向上した半導体発光素を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明に係る半導体発光素子は、発光層上に窒化物系半導体層からなるクラッド層が形成され、クラッド層は平坦部およびその平坦部上のリッジ部を有し、クラッド層の平坦部上およびリッジ部の側面に誘電体膜が形成された半導体発光素子において、誘電体膜は、窒化物系半導体層との界面側に窒化膜を含みかつ窒化物系半導体層と反対側に酸化膜を含み、窒化膜と酸化膜との間に窒素および酸素を含有する化合物膜を含むものである。
【００１３】
本発明に係る半導体発光素子においては、窒化物系半導体層の表面に窒化物が接する。また、窒化物系半導体層の反対側の表面には酸化膜が含まれている。そのため、窒化膜により誘電体膜と窒化物系半導体層との密着性が良好となり、誘電体膜の割れおよび剥離が防止される。また、酸化膜により誘電体膜のエッチング速度が均一となり、誘電体膜の加工精度が高くなる。その結果、素子特性の再現性が高くなり、かつ歩留りが向上する。
【００１４】
また、誘電体膜は窒化膜と酸化膜との間に窒素および酸素を含有する化合物膜を含むので、化合物膜により窒化膜と酸化膜との密着性が良好となる。
【００１５】
さらに、半導体発光素子としての半導体レーザ素子の動作電流を低減するとともに歩留りを向上させることができる。
【００１６】
化合物膜は、窒化膜との界面側から酸化膜との界面側に向かって窒素の含有量が漸次減少しかつ酸素の含有量が漸次増加する傾斜組成を有してもよい。それにより、窒化膜と酸化膜との密着性がさらに向上する。
【００１７】
窒化膜は窒化珪素膜または窒化チタン膜であり、酸化膜は酸化珪素膜または酸化チタン膜であってもよい。この場合、上記の誘電体膜を容易に形成することができる。
【００１８】
化合物膜は珪素またはチタンと窒素と酸素との化合物膜であってもよい。この場合、化合物膜を容易に形成することができる。
【００１９】
第２の発明に係る半導体発光素子は、発光層上に窒化物系半導体層からなるクラッド層が形成され、クラッド層は平坦部およびその平坦部上のリッジ部を有し、クラッド層の平坦部上およびリッジ部の側面に誘電体膜が形成された半導体発光素子において、誘電体膜は、窒化物系半導体層との界面側に窒素および酸素を含有する化合物を含みかつ窒化物系半導体層と反対側に酸化物を含むものである。
【００２０】
本発明に係る半導体発光素子においては、窒化物系半導体層の表面に窒素および酸素を含有する化合物が接する。また、窒化物系半導体層と反対側の表面には酸化物が含まれている。そのため、化合物により誘電体膜と窒化物系半導体層との密着性が良好となり、誘電体膜の割れおよび剥離が防止される。また、酸化物により誘電体膜のエッチング速度が均一となり、誘電体膜の加工精度が高くなる。その結果、素子特性の再現性が高くなり、かつ歩留りが向上する。
【００２１】
さらに、半導体発光素子としての半導体レーザ素子の動作電流を低減するとともに歩留りを向上させることができる。
【００２２】
誘電体膜は、化合物膜および酸化膜を含み、化合物膜は、窒化物系半導体層との界面側から反対側へ向かって窒素の含有量が漸次減少しかつ酸素の含有量が漸次増加する傾斜組成を有してもよい。
【００２３】
この場合、化合物膜中の窒素の含有量の多い領域により窒化物系半導体層と誘電体膜との密着性が向上し、酸化膜により誘電体膜のエッチング速度の均一性が確保される。
【００２４】
化合物膜は珪素またはチタンと窒素と酸素との化合物膜であり、酸化膜は酸化珪素膜または酸化チタン膜であってもよい。この場合、化合物膜および酸化膜を容易に形成することができる。
【００２５】
第３の発明に係る半導体発光素子は、発光層上に窒化物系半導体層からなるクラッド層が形成され、クラッド層は平坦部およびその平坦部上のリッジ部を有し、クラッド層の平坦部上およびリッジ部の側面に誘電体膜が形成された半導体発光素子において、誘電体膜は、窒化物系半導体層との界面側に窒化物を含みかつ窒化物系半導体層と反対側に窒素および酸素を含有する化合物を含むものである。
【００２６】
本発明に係る半導体発光素子においては、窒化物系半導体層の表面に窒化物が接する。また、窒化物系半導体層と反対側の表面には窒素および酸素を含有する化合物が含まれている。そのため、窒化物により誘電体膜と窒化物系半導体層との密着性が良好となり、誘電体膜の割れおよび剥離が防止される。また、化合物により誘電体膜のエッチング速度が均一となり、誘電体膜の加工精度が高くなる。その結果、素子特性の再現性が高くなり、かつ歩留りが向上する。
【００２７】
さらに、半導体発光素子としての半導体レーザ素子の動作電流を低減するとともに歩留りを向上させることができる。
【００２８】
誘電体膜は、窒化膜および化合物膜を含み、化合物膜は、窒化物系半導体層との界面側から反対側へ向かって窒素の含有量が漸次減少しかつ酸素の含有量が漸次増大する傾斜組成を有してもよい。
【００２９】
この場合、窒化膜により誘電体膜と窒化物系半導体層との密着性が向上し、化合物膜中の酸素の含有量の多い領域により誘電体膜のエッチング速度の均一性が確保される。
【００３０】
窒化膜は窒化珪素膜または窒化チタン膜であり、化合物膜は珪素またはチタンと窒素と酸素との化合物膜であってもよい。この場合、窒化膜および化合物膜を容易に形成することができる。
【００３１】
さらに、半導体発光素子としての半導体レーザ素子の動作電流を低減するとともに歩留りを向上させることができる。
【００３２】
リッジ部の側面に凹凸が形成され、クラッド層の平坦部上およびリッジ部の側面に誘電体膜が形成されてもよい。
【００３３】
この場合、リッジ部の側面に形成された凹凸により誘電体膜と窒化物系半導体層との密着性がさらに向上する。そのため、誘電体膜の割れまたは剥離が十分に防止され、無効電流がより低減される。
【００３４】
窒化物系半導体層は、発光層下に設けられた第１導電型半導体層と、発光層上に設けられた第２導電型半導体層とをさらに含み、窒化物系半導体層の一部領域が除去されて第１導電型半導体層の一部が露出し、第１導電型半導体層の露出した領域に第１の電極が形成され、第２導電型半導体層上に第２の電極が形成され、誘電体膜は第１の電極と第２の電極との間における窒化物系半導体層の表面に形成されてもよい。
【００３５】
この場合、半導体発光素子の第１および第２の電極間の絶縁性を確実にすることができるとともに歩留りを向上させることができる。
【００３６】
第４の発明に係る半導体発光素子は、窒化物系半導体からなる発光層上に、窒化物系半導体からなりかつ平坦部およびその平坦部上のリッジ部を有するクラッド層が形成され、クラッド層のリッジ部の側面に凹凸が形成され、クラッド層の平坦部上およびリッジ部の側面に誘電体膜が形成されると共に、誘電体膜は、窒化物系半導体層との界面側に窒化物を含みかつ窒化物系半導体層と反対側に酸化物を含むものである。
【００３７】
本発明に係る半導体発光素子においては、リッジ部の側面に形成された凹凸により誘電体膜と窒化物系半導体との密着性が向上する。そのため、誘電体膜の割れまたは剥離が防止され、無効電流が低減される。
【００３８】
また、窒化物により誘電体膜と窒化物系半導体層との密着性がさらに向上するとともに、酸化膜により誘電体膜のエッチング速度の均一性が確保される。その結果、素子特性の再現性が高くなるとともに、歩留りがさらに向上する。
【００３９】
誘電体膜は、窒化物系半導体層との界面側に窒素および酸素を含有する化合物を含みかつ窒化物系半導体層と反対側に酸化物を含んでもよい。この場合、化合物により誘電体膜と窒化物系半導体層との密着性がさらに向上するとともに、酸化物により誘電体膜のエッチング速度の均一性が確保される。その結果、素子特性の再現性が高くなるとともに、歩留りがさらに向上する。
【００４０】
誘電体膜は、窒化物系半導体層との界面側に窒化物を含みかつ窒化物系半導体層と反対側に窒素および酸素を含有する化合物を含んでもよい。この場合、窒化物により誘電体膜と窒化物系半導体層との密着性がさらに向上するとともに、化合物により誘電体膜のエッチング速度の均一性が確保される。その結果、素子特性の再現性が高くなるとともに、歩留りがさらに向上する。
【００４１】
【発明の実施の形態】
（第１の参考の形態）
図１は、第１の参考の形態における窒化物系半導体レーザ素子の構成を示す模式的断面図である。
【００４２】
図１の半導体レーザ素子は、リッジ導波型半導体レーザ素子である。図１の半導体レーザ素子は、サファイア基板１上のＣ面上に、ＭＯＣＶＤ法により、アンドープのＡｌ0.5 Ｇａ0.5 Ｎからなるバッファ層２、アンドープのＧａＮからなるＧａＮ層３、ｎ−ＧａＮからなる第１コンタクト層４、ｎ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎからなるクラック防止層５、ｎ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなる第１クラッド層６、後述する多重量子井戸構造の発光層７、ｐ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなる第２クラッド層８、およびｐ−ＧａＮからなる第２コンタクト層９が順に積層されてなる。
【００４３】
導電型をｎ型にするためにＳｉがドープされている。また、導電型をｐ型にするためにＭｇがドープされている。
【００４４】
第２コンタクト層９の上面から第２クラッド層８の所定の深さまで反応性イオンエッチングまたは反応性イオンビームエッチングにより一部の領域が除去されてストライプ状のリッジ部１０が形成される。第２クラッド層８の上面から第１コンタクト層４の所定の深さまで反応性イオンエッチングまたは反応性イオンビームエッチングにより一部の領域が除去され、第１コンタクト層４の電極形成面１１が形成される。
【００４５】
リッジ部１０の両側面、第２クラッド層８の平坦面および側面、発光層７の側面、第１クラッド層６の側面、クラック防止層５の側面、第１コンタクト層４の一部側面ならびにｎ側電極１３２が形成されている領域を除く電極形成面１１にＳｉＮx 膜１２ａ（ｘはほぼ１）が形成されている。また、ＳｉＮx 膜１２ａの上に、ＳｉＯy 膜１２ｂ（ｙはほぼ２）が形成されている。誘電体膜１２ＡはＳｉＮx 膜１２ａおよびＳｉＯy 膜１２ｂからなる。
【００４６】
また、第２コンタクト層９の上面にはｐ側電極１３１が形成され、第１コンタクト層４の電極形成面１１にはｎ側電極１３２が形成されている。
【００４７】
図２は、多重量子井戸構造の発光層の構造を示す模式的断面図である。発光層７は、第１クラッド層６上に形成されたｎ−ＧａＮからなる第１光ガイド層７１、第１光ガイド層７１上に形成された活性層７２、および活性層７２上に形成されたｐ−ＧａＮからなる第２光ガイド層７３からなる。活性層７２は、ｎ−Ｉｎ0.02Ｇａ0.98Ｎからなるバリア層７２１，７２３，７２５，７２７と、ｎ−Ｉｎ0.10Ｇａ0.90Ｎからなる井戸層７２２，７２４，７２６とが交互に積層されてなる。
【００４８】
図１の半導体レーザ素子においては、ＳｉＯy 膜１２ｂによりエッチング速度の再現性が確保され、それにより誘電体膜１２Ａの加工精度が高くなる。また、ＳｉＮx 膜１２ａにより誘電体膜１２Ａと各層４〜９との密着性が良くなる。それにより、誘電体膜１２Ａに亀裂が発生しにくくなり、リーク電流が減少する。その結果、図１の半導体発光素子は、動作電流が低減され、製造歩留りが高くなっている。
【００４９】
（第１の実施の形態）
図３は本発明の第１の実施の形態における窒化物系半導体レーザ素子の構成を示す模式的断面図である。図３に示す第１の実施の形態の窒化物系半導体レーザ素子の構成は、誘電体膜を除き図１に示す第１の参考の形態の窒化物系半導体レーザ素子の構成と同様である。
【００５０】
図３に示す窒化物系半導体レーザ素子は、図１の窒化物系半導体レーザ素子の誘電体膜１２Ａの代わりに誘電体膜１２Ｂを備える。
【００５１】
誘電体膜１２Ｂは、ＳｉＮx 膜１１２ａ（ｘはほぼ１）、ＳｉＮx1Ｏy1膜１１２ｂ（ｘ１はほぼ０．５、ｙ１はほぼ１）およびＳｉＯy 膜１１２ｃ（ｙはほぼ２）からなる。
【００５２】
リッジ部１０の両側面、第２クラッド層８の平坦面および側面、発光層７の側面、第１クラッド層６の側面、クラック防止層５の側面、第１コンタクト層４の一部側面ならびにｎ側電極１３２が形成されている領域を除く電極形成面１１にＳｉＮx 膜１１２ａが形成される。また、ＳｉＮx 膜１１２ａ上にＳｉＮx1Ｏy1膜１１２ｂ（ｘ１はほぼ０．５、ｙ１はほぼ１）が形成され、ＳｉＮx1Ｏy1膜１１２ｂ上にＳｉＯy 膜１１２ｃ（ｙはほぼ２）が形成される。
【００５３】
このように、ＳｉＮx 膜１１２ａとＳｉＯy 膜１１２ｃとの間に窒素および酸素を含むＳｉＮx1Ｏy1膜１１２ｂを形成することにより、ＳｉＮx 膜１１２ａとＳｉＯy 膜１１２ｃとの密着性がさらに高まり、誘電体膜１２Ｂの剥離がさらに抑制され、歩留りが向上する。また、誘電体膜１２Ｂに亀裂がほとんど発生しなくなるため、リーク電流が減少し、動作電流が低減される。さらに、誘電体膜１２Ｂのエッチング速度の再現性が良くなり、ロット間のばらつきが少ない窒化物系半導体レーザ素子の製造が可能になる。
【００５４】
（第２の実施の形態）
図４は本発明の第２の実施の形態における窒化物系半導体レーザ素子の誘電体膜の構成を説明するための図である。
【００５５】
第２の実施の形態の窒化物系半導体レーザ素子は誘電体膜を除き図１に示した窒化物系半導体レーザ素子と同様の構成を有する。
【００５６】
第２の実施の形態の窒化物系半導体レーザ素子は、図１の窒化物系半導体レーザ素子の誘電体膜１２Ａの代わりに図４に示す誘電体膜１２Ｃを備える。
【００５７】
誘電体膜１２Ｃは、ＳｉＮx 膜１１２ａ、ＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄおよびＳｉＯy 膜１１２ｃを順に備えてなる。
【００５８】
図１のリッジ部１０の両側面、第２クラッド層８の平坦面および側面、発光層７の側面、第１クラッド層６の側面、クラック防止層５の側面、第１コンタクト層４の一部側面ならびにｎ側電極１３２が形成されている領域を除く電極形成面１１にＳｉＮx 膜１１２ａが形成される。
【００５９】
ＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄでは、図４に示すように、ＳｉＮx 膜１１２ａとの界面からＮ（窒素）含有量ｘ２が１から０まで徐々に減少し、Ｏ（酸素）含有量ｙ２が０から２まで徐々に増加している。
【００６０】
このように、窒化物系半導体上に形成するＳｉＮx 膜１１２ａとＳｉＯy 膜１１２ｃとの間にＮおよびＯの含有量が徐々に変化するＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄを形成することにより、ＳｉＮx 膜１１２ａとＳｉＯy 膜１１２ｃとの密着性がさらに高まり、誘電体膜１２Ｃの剥離がさらに抑制され、歩留りが向上する。また同時に誘電体膜１２Ｃに亀裂がほとんど発生しなくなるため、リーク電流が減少し、動作電流が低減される。さらに、誘電体膜１２Ｃのエッチング速度の再現性が良くなり、ロット間のばらつきが少ない窒化物系半導体レーザ素子の製造が可能になる。
【００６１】
（第３の実施の形態）
図５は本発明の第３の実施の形態における窒化物系半導体レーザ素子の構成を示す模式的断面図である。
【００６２】
図５に示す窒化物系半導体レーザ素子は誘電体膜を除き、図１に示す窒化物系半導体レーザ素子と同様の構成を有する。
【００６３】
図５に示す窒化物系半導体レーザ素子は、図１の窒化物系半導体レーザ素子の誘電体膜１２Ａの代わりに誘電体膜１２Ｄを備える。
【００６４】
誘電体膜１２Ｄは、ＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄおよびＳｉＯy 膜１１２ｃからなる。
【００６５】
このように、窒化物系半導体とＳｉＯy 膜１１２ｃとの間にＮおよびＯの含有量が徐々に変化するＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄを形成することにより、窒化物系半導体と誘電体膜１２Ｄとの密着性がさらに高まり、誘電体膜１２Ｄの剥離がさらに抑制され、歩留りが向上する。また同時に、誘電体膜１２Ｄに亀裂がほとんど発生しなくなるため、リーク電流が減少し、動作電流が低減する。さらに、誘電体膜１２Ｄのエッチング速度の再現性が良好であるため、ロット間のばらつきが少ない窒化物系半導体レーザ素子の製造が可能になる。
【００６６】
（第２の参考の形態）
次に、本発明の第２の参考の形態における窒化物系半導体レーザ素子について説明する。
【００６７】
第２の参考の形態における窒化物系半導体レーザ素子の構成は、図１の窒化物系半導体レーザ素子の構成において、ＳｉＮx 膜１２ａの代わりにＴｉＮx 膜（ｘはほぼ１）を、ＳｉＯy 膜１２ｂの代わりにＴｉＯy 膜（ｙはほぼ２）を用いる。
【００６８】
このように、窒化膜としてＴｉＮx 、酸化膜としてとしてＴｉＯy を用いることによっても窒化物系半導体と誘電体膜との密着性が高まり、誘電体膜の剥離が抑制され、歩留りが向上する。また、誘電体膜に亀裂がほとんど発生しなくなるため、リーク電流が減少し、動作電流が低減される。さらに、誘電体膜のエッチング速度の再現性が良くなり、ロット間のばらつきが少ない窒化物系半導体レーザ素子の製造が可能になる。
【００６９】
なお、第２の参考の形態では、図１の半導体レーザ素子の珪素化合物からなる誘電体膜１２Ａをチタン化合物からなる誘電体膜に置き換えたが、図３〜図５に示す第１〜第３の実施の形態の半導体レーザ素子の珪素化合物からなる誘電体膜１２Ｂ〜１２Ｄを、チタン化合物からなる誘電体膜に置き換えてもよい。
【００７０】
それらの場合、誘電体膜１２ＢのＳｉをＴｉに置き換えたＴｉＮx 膜、ＴｉＮx1Ｏy1膜およびＴｉＯy 膜からなる誘電体膜においては、ＴｉＮx 膜とＴｉＯy 膜との密着性がさらに向上する。誘電体膜１２ＣのＳｉをＴｉに置き換えたＴｉＮx 膜、ＴｉＮx2Ｏy2膜およびＴｉＯy 膜からなる誘電体膜においては、ＴｉＮx 膜とＴｉＯy 膜との密着性がさらに向上する。また、誘電体膜１２ＤのＳｉをＴｉに置き換えたＴｉＮx2Ｏy2膜およびＴｉＯy 膜からなる誘電体膜においてはＴｉＮx2Ｏy2膜の下に形成される窒化物系半導体とＴｉＯy 膜との密着性がさらに向上する。
【００７１】
（第４の実施の形態）
図６は、本発明の第４の実施の形態における窒化物系半導体レーザ素子の構成を示す模式的断面図である。
【００７２】
図６の窒化物系半導体レーザ素子は、リッジ部１１０の側面に２〜１０ｎｍの凹凸を有する。図６の窒化物系半導体レーザ素子は、リッジ部１１０の側面に凹凸を有する以外は、図３に示す第１の実施の形態による窒化物系半導体レーザ素子と同様の構成を有する。
【００７３】
リッジ部１１０を形成するために、まず、Ｎｉをマスクとして反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）または反応性イオンビームエッチング（ＲＩＢＥ）などのドライエッチング法により第２コンタクト層９の上面から第２クラッド層８の途中までエッチングを行って凸部を形成する。その後、凸部側壁の損傷層を除去することができるように例えばＲＩＥの高周波出力を小さくして化学的エッチング性を高める。それにより、ＧａＮ（第２コンタクト層９）とＡｌＧａＮ（第２クラッド層８）の結晶性が異なるため、側壁の横方向のエッチング速度が異なり、段差が形成される。それにより、側面に凹凸を有するリッジ部１１０が形成される。または、ＲＩＥの高周波出力を小さくする代わりに、アルカリ系のウェットエッチングによってリッジ側壁の損傷層を除去しても同じ結果になる。
【００７４】
リッジ部１１０の側面に凹凸を有することにより、誘電体膜１２Ｂと第２クラッド層８および第２コンタクト層９との密着性がさらに向上する。そのため、誘電体膜１２Ｂの割れまたは剥離が防止され、リーク電流が減少する。
【００７５】
なお、図６の窒化物系半導体レーザ素子では、誘電体膜として図３の半導体レーザ素子の誘電体膜１２Ｂを用いたが、図１に示す誘電体膜１２Ａ、図４に示す誘電体膜１２Ｃまたは図５に示す誘電体膜１２Ｄを用いてもよい。リッジ部１１０の側面の凹凸により誘電体膜の構造にかかわらず密着性が向上するが、誘電体膜１２Ａ〜１２Ｄによる密着性の向上と合わさって密着性がさらに向上する。
【００７６】
（第３の参考の形態）
図７は、本発明の第３の参考の形態における発光ダイオードの構成を示す模式的断面図である。
【００７７】
図７に示す発光ダイオードにおいては、サファイア基板２０２上にアンドープのＡｌＧａＮからなる膜厚２０ｎｍのＡｌＧａＮ低温バッファ層２０３、膜厚４００ｎｍのアンドープＧａＮ高温バッファ層２０４、膜厚１．５μｍのｎ−ＧａＮコンタクト層２０５、ＭＱＷ（多重量子井戸）活性層（発光層）２０６、膜厚１０ｎｍのアンドープＧａＮ保護層２０７、膜厚１５０ｎｍのｐ−Ａｌ0.05Ｇａ 0.95 Ｎクラッド層２０８および膜厚３００ｎｍのｐ−ＧａＮコンタクト層２０９が順に形成されている。なお、この場合のｎ型ドーパントとしてはＳｉが用いられており、ｐ型ドーパントとしてはＭｇが用いられている。
【００７８】
ＭＱＷ活性層２０６は、膜厚５ｎｍのアンドープＧａＮからなる６つの障壁層２０６ａと、膜厚５ｎｍのアンドープＩｎ0.35Ｇａ0.65Ｎからなる５つの井戸層２０６ｂとが交互に積層されてなる多重量子井戸構造を有する。ＭＱＷ活性層２０６の結晶劣化を防止するため、ＭＱＷ活性層２０６上にアンドープＧａＮ保護層２０７が形成されている。
【００７９】
ｐ−ＧａＮコンタクト層２０９からｎ−ＧａＮコンタクト層２０５までの一部領域がエッチングにより除去され、露出したｎ−ＧａＮコンタクト層２０５の所定領域上面に膜厚５００ｎｍのＡｌ膜からなるｎ側電極２１２が形成されている。また、ｐ−ＧａＮコンタクト層２０９の所定領域上面には、膜厚２ｎｍのＮｉ膜２１０ａおよび膜厚４ｎｍのＡｕ膜２１０ｂを積層してなるｐ側透光性電極２１０が形成され、さらにその上に、膜厚３０ｎｍのＴｉ膜２１１ａおよび膜厚５００ｎｍのＡｕ膜２１１ｂを積層してなるｐ側パッド電極２１１が形成されている。
【００８０】
図７に示す発光ダイオードは、以下のようにして製造される。
発光ダイオードの製造の際には、まず、ＭＯＣＶＤ装置内にＣ面を基板表面とするサファイア基板２０２を配置し、ＭＯＣＶＤ法により、サファイア基板２０２のＣ面上にＡｌＧａＮ低温バッファ層２０３、アンドープＧａＮ高温バッファ層２０４、ｎ−ＧａＮコンタクト層２０５、ＭＱＷ活性層２０６、アンドープＧａＮ保護層２０７、ｐ−Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層２０８およびｐ−ＧａＮコンタクト層２０９を順に成長させる。なお、各層２０３〜２０９の膜厚および成長時の条件に関しては表１に示すとおりである。
【００８１】
【表１】
0003723434.tif 000002
【００８２】
表１中のＴＭＡｌはトリメチルアルミニウムを表しており、ＴＭＧａはトリメチルガリウムを表しており、ＴＭＩｎはトリメチルインジウムを表しており、ＴＥＧａはトリエチルガリウムを表わしている。また、反応ガスにおけるＮＨ3 は窒素源であり、ＴＭＡｌはアルミニウム源であり、ＴＭＧａおよびＴＥＧａはガリウム源であり、ＴＭＩｎはインジウム源である。また、ＳｉＨ4 （シランガス）はｎ型のドーピング原料であり、Ｃｐ2 Ｍｇ（ビスシクロペンタジエニルマグネシウム）はｐ型のドーピング原料である。
【００８３】
なお、各層２０３〜２０９の成長時の基板温度は、表１中に記載の基板温度に限定されるものではない。ＡｌＧａＮ低温バッファ層２０３の成長時には、基板温度を非単結晶成長温度に設定すればよく、各層２０４〜２０９の成長時には、基板温度を単結晶成長温度に設定すればよい。特に、各層２０４，２０５，２０８，２０９の成長時には基板温度１０００〜１２００℃に設定することが好ましく、また、各層２０６，２０７の成長時には基板温度を７００〜１０００℃に設定することが好ましい。
【００８４】
また、各層２０３〜２０９の成長時に供給されるＨ2 およびＮ2 混合のキャリアガスにおいて、Ｈ2 の含有率は、各層２０３〜２０５の成長時には５０％であり、各層２０６，２０７の成長時には１〜５％であり、各層２０７〜２０９の成長時には１〜３％である。
【００８５】
【実施例】
［参考例１］
参考例１においては図１の半導体レーザ素子を用いた。
【００８６】
図１の半導体レーザ素子は以下のようにして作製した。サファイア基板１のＣ面上に、ＭＯＣＶＤ法（有機金属化学的気相堆積法）により、Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ｎからなる厚さ２５０Åのバッファ層２、アンドープのＧａＮからなる厚さ２μｍのＧａＮ層３、ｎ−ＧａＮからなる厚さ３μｍの第１コンタクト層４、ｎ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎからなる厚さ０．１μｍのクラック防止層５、ｎ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなる厚さ１μｍの第１クラッド層６、発光層７、ｐ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなる厚さ０．３μｍの第２クラッド層８およびｐ−ＧａＮからなる厚さ０．０５μｍの第２コンタクト層９を順に成長させた。なお、多重量子井戸構造の発光層７は、第１クラッド層６上に形成されたｎ−ＧａＮからなる厚さ０．１μｍの第１光ガイド層７１、後述する活性層７２およびｐ−ＧａＮからなる厚さ０．１μｍの第２光ガイド層７３を順に積層させた。活性層７２として、ｎ−Ｉｎ0.02Ｇａ0.98Ｎからなる６ｎｍの４つのバリア層７２１，７２３，７２５，７２７層とｎ−Ｉｎ0.10Ｇａ0.90Ｎからなる３ｎｍの３つの井戸層７２２，７２４，７２６とを交互に積層させた。
【００８７】
誘電体膜１２Ａは、プラズマＣＶＤ法により、原料ガスとしてＳｉＨ4 （１００％）、ＮＨ3 （１００％）およびＮ2 Ｏ（１００％）を用いて成膜した。膜厚５０ｎｍのＳｉＮx 膜１２ａの成膜は、ＳｉＨ4 流量１５ＳＣＣＭ（Standard Cubic Centimeter Per Minute）、ＮＨ3 流量２００ＳＣＣＭ、高周波出力２００Ｗ、基板温度３００℃の条件の下で行った。また、膜厚５００ｎｍのＳｉＯy 膜１２ｂの成膜は、ＳｉＨ4 流量１０ＳＣＣＭ、Ｎ2 Ｏ流量１００ＳＣＣＭ、高周波出力２００Ｗ、基板温度３００℃の状況の下で行った。ＳｉＮx 膜１２ａおよびＳｉＯy 膜１２ｂの成膜は、同一装置内で連続して行った。
【００８８】
参考例１の半導体レーザ素子においては、５ｍＷ出力時の１０ロットの動作電流の平均値が７２ｍＡであり、歩留りが８５％であった。
【００８９】
［実施例１］
実施例１においては、図３の半導体レーザ素子を用いた。
【００９０】
図３の半導体レーザ素子は、誘電体膜１２Ｂを除いて参考例１の半導体レーザ素子と同様に形成した。
【００９１】
ＳｉＮx 膜１１２ａの層厚は５０ｎｍ、ＳｉＮx1Ｏy1膜１１２ｂの層厚は５０ｎｍ、ＳｉＯy 膜１１２ｃの層厚は５００ｎｍである。
【００９２】
ＳｉＮx 膜１１２ａはＳｉＮx 膜１２ａと同一の条件で形成し、ＳｉＯy 膜１１２ｃはＳｉＯy 膜１２ｂと同一の条件で形成した。ＳｉＮx1Ｏy1膜１１２ｂの成膜条件は、ＳｉＨ4 流量３０ＳＣＣＭ、ＮＨ3 流量２００ＳＣＣＭ、Ｎ2 Ｏ流量１５０ＳＣＣＭ、高周波出力２００Ｗ、基板温度３００℃とした。ＳｉＮx 膜１１２ａ、ＳｉＮx1Ｏy1膜１１２ｂおよびＳｉＯy 膜１１２ｃは、同一装置内で連続して形成した。
【００９３】
実施例１の半導体レーザ素子においては、５ｍＷ出力時の１０ロットの動作電流の平均値が７２ｍＡ、歩留りが８７％であった。
【００９４】
［実施例２］
実施例２においては、図４に示す構造を有する誘電体膜１２Ｃを含む半導体レーザ素子を用いた。
【００９５】
図４の半導体レーザ素子は、誘電体膜１２ＣのＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄを除いて、実施例１の半導体レーザ素子と同様に形成した。
【００９６】
図４に示すＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄの層厚は５０ｎｍである。ＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄは、プラズマＣＶＤ法を用いて、高周波出力を２００Ｗ、基板温度を３００℃とし、ＳｉＨ4 流量を３０ＳＣＣＭで一定とし、ＮＨ3 流量を２００ＳＣＣＭから０ＳＣＣＭまで徐々に減少させると同時に、Ｎ2 Ｏ流量を０ＳＣＣＭから１５０ＳＣＣＭまで徐々に増加させることにより形成した。
【００９７】
実施例２の半導体レーザ素子においては、５ｍＷ出力時の１０ロットの動作電流の平均値が６９ｍＡ、歩留りが９０％であった。
【００９８】
［実施例３］
実施例３においては、図５に示す半導体レーザ素子を用いた。
【００９９】
図５の半導体レーザ素子は、ＳｉＮx 膜１１２ａを形成しないことを除き図４の半導体レーザ素子と同様に形成した。
【０１００】
ここで、ＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄは、プラズマＣＶＤ法を用いて、高周波出力を２００Ｗとし、基板温度を３００℃とし、ＳｉＨ4  流量を３０ＳＣＣＭで一定とし、ＮＨ3  流量を２００ＳＣＣＭから０ＳＣＣＭまで徐々に減少させると同時に、Ｎ2  Ｏ流量を０ＳＣＣＭから１５０ＳＣＣＭまで徐々に増加させることにより形成した。
【０１０１】
実施例３の半導体レーザ素子においては、５ｍＷ出力時の１０ロットの動作電流の平均値が７０ｍＡ、歩留りが８８％であった。
【０１０２】
［実施例４］
実施例４においては、図５に示す半導体レーザ素子を用いた。
【０１０３】
窒化物系半導体層上に層厚５００ｎｍのＳｉＯy 膜１１２ｃ（ｙはほぼ２）を実施例１の条件で形成した。その後、試料をＮ2 雰囲気中で１０００℃に保って３０分間熱処理を施すことにより、窒化物系半導体とＳｉＯy との界面に、層厚１０ｎｍのＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄを形成した。
【０１０４】
実施例４の半導体レーザ素子においては、５ｍＷ出力時の１０ロットの動作電流の平均値が７０ｍＡであり、歩留りが８７％であった。
【０１０５】
［実施例５］
実施例５においては、反応性イオンエッチングまたは反応性イオンビームエッチングにより第２クラッド層８の所定の深さまで除去されたストライプ状のリッジ部１０を形成する。その際に２〜１０ｎｍの凹凸をリッジ部１０の側面に形成した。その後、参考例１および実施例１〜４と同様として、半導体レーザ素子を作製した。
【０１０６】
この場合、動作電流の平均値が約５％低減され、歩留りが２〜３％向上した。
［参考例２］
参考例２においては、参考例１の半導体レーザ素子のＳｉＮx 膜１２ａの代わりに、ＴｉＮx 膜（ｘはほぼ１）を、ＳｉＯy 膜１２ｂの代わりにＴｉＯy 膜（ｙはほぼ２）を用いること以外は参考例１の半導体レーザ素子と同様の構成を用いた。
【０１０７】
ＴｉＮx 膜およびＴｉＯy 膜は、原料としてＴｉＣｌ4 、ＮＨ3 、Ｎ2 Ｏを用いたプラズマＣＶＤ法により形成した。ＴｉＮx 膜は、基板温度４５０℃、高周波出力１００Ｗとし、ＴｉＣｌ4 の流量３０ＳＣＣＭ、ＮＨ3 流量３００ＳＣＣＭとして成膜した。また、ＴｉＯy 膜は、ＴｉＣｌ4 流量３０ＳＣＣＭ、Ｎ2 Ｏ流量４００ＳＣＣＭ、高周波出力１００Ｗ、基板温度４５０℃として成膜した。ＴｉＮx 膜およびＴｉＯy 膜は、同一装置内にて連続して成膜を行った。
【０１０８】
参考例２の半導体レーザ素子においては、５ｍＷ出力時の１０ロットの動作電流の平均値が７５ｍＡ、歩留りが８３％であった。
【０１０９】
［実施例６］
実施例６においては、図３の半導体レーザ素子において、誘電体膜１２ＢのＳｉＮx 膜１１２ａ、ＳｉＮx1Ｏy1膜１１２ｂおよびＳｉＯy 膜１１２ｃの代わりに、ＴｉＮx 膜（ｘはほぼ１）、ＴｉＮx1Ｏy1膜（ｘ１はほぼ０．５、ｙ１はほぼ１）、ＴｉＯy 膜（ｙはほぼ２）からなる３層の誘電体膜を用いた。
【０１１０】
実施例６の半導体レーザ素子においては、５ｍＷ出力時の１０ロットの動作電流の平均値が７３ｍＡであり、歩留りが８８％であった。
【０１１１】
［実施例７］
実施例７においては、図４の半導体レーザ素子において、誘電体膜１２ＣのＳｉＮx 膜１１２ａ、ＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄおよびＳｉＯy 膜１１２ｃの代わりに、ＴｉＮx 膜（ｘはほぼ１）、ＴｉＮx2Ｏy2膜で傾斜組成の酸化窒化膜およびＴｉＯy 膜（ｙはほぼ２）の３つの層を用いた。
【０１１２】
ＴｉＮx2Ｏy2膜は、ＴｉＮx 膜との界面からＮ（窒素）含有量ｘ２を１から０まで徐々に減少させ、Ｏ（酸素）含有量ｙ２を０から２まで徐々に増加させて形成した。
【０１１３】
実施例７の半導体レーザ素子においては、５ｍＷ出力時の１０ロットの動作電流の平均値が７０ｍＡであり、歩留りが８９％であった。
【０１１４】
［実施例８］
実施例８においては、実施例７のＴｉＮx 膜からなる膜を除いた構成とした。
【０１１５】
実施例８の半導体レーザ素子においては、５ｍＷ出力時の１０ロットの動作電流の平均値が７１ｍＡであり、歩留りが８８％であった。
【０１１６】
［比較例１］
比較例１においては、図１の半導体レーザ素子の構造において、誘電体膜１２Ａの代わりに層厚５００ｎｍのＳｉＯy （ｙがほぼ２）からなる誘電体膜を用いた。
【０１１７】
比較例１の半導体レーザ素子においては、５ｍＷ出力時の１０ロットの動作電流の平均値が８２ｍＡであり、歩留りが５７％であった。
【０１１８】
［比較例２］
比較例２においては、図１の半導体レーザ素子の構造において、誘電体膜１２Ａの代わりにＳｉＮx （ｘはほぼ１）からなる誘電体膜を用いた。この誘電体膜の層厚は５００ｎｍである。
【０１１９】
比較例２の半導体レーザ素子においては、５ｍＷ出力時の１０ロットの動作電流の平均値は８０ｍＡであり、歩留りが６０％であった。
【０１２０】
上記の結果を表２にまとめて示す。
【０１２１】
【表２】
0003723434.tif 000003
【０１２２】
表２に示すように、動作電流の平均値は比較例１，２で８２ｍＡおよび８０ｍＡであったものが参考例１，２および実施例１〜４，６〜８では６９〜７５ｍＡと低減された。比較例においては、誘電体膜の剥離および亀裂が多くなり、不良素子発生数が増加した。特に、比較例１では、このような不良が顕著であった。また、比較例の良品においても、誘電体膜の微細な亀裂が観察された素子の数が多かった。比較例において動作電流が高い原因はこのような亀裂を通して無効電流が流れたためと考えられる。歩留りは、比較例１，２で５７％および６０％であったものが参考例１，２および実施例１〜４，６〜８では８３〜９０％に向上した。
【０１２３】
なお、実施例２においては、プラズマＣＶＤ法を用いて、基板温度３００℃でＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄを形成したが、ＳｉＮx  膜１１２ａ上に直接ＳｉＯy  膜１１２ｃを形成した後、例えば５００〜１０００℃で熱処理を施すことにより、ＳｉＮx  膜１１２ａ中の窒素（Ｎ）とＳｉＯy  膜１１２ｃ中の酸素（Ｏ）とを相互拡散させ、ＳｉＮx  膜１１２ａとＳｉＯy  膜１１２ｃとの界面に窒素と酸素の傾斜組成を有するＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄを形成してもよい。
【０１２４】
あるいは、ＳｉＮx  膜１１２ａ上に直接ＳｉＯy  膜１１２ｃを形成する場合において、例えば熱ＣＶＤ法を用いて、ＳｉＯy  膜１１２ｃの成膜温度（基板温度）を５００〜１０００℃に設定することにより、ＳｉＯy  膜１１２ｃの成膜中に、ＳｉＮx  膜１１２ａ中の窒素（Ｎ）とＳｉＯy  膜１１２ｃ中の酸素（Ｏ）とを相互拡散させ、ＳｉＮx  膜１１２ａとＳｉＯy  膜１１２ｃとの界面に窒素と酸素の傾斜組成を有するＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄを形成してもよい。
【０１２５】
このように、拡散によりＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄを形成する場合、その膜厚は、アニール温度および時間の条件により５ｎｍ〜５０ｎｍに制御できる。
【０１２６】
また、実施例３においては、プラズマＣＶＤ法を用いて、基板温度３００℃でＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄを形成したが、上記と同様に、窒化物系半導体層４〜９上に直接ＳｉＯy  膜１１２ｃを形成した後、例えば５００〜１０００℃で熱処理を施すことにより、窒化物系半導体層４〜９中の窒素（Ｎ）とＳｉＯy  膜１１２ｃ中の酸素（Ｏ）とを相互拡散させ、窒化物系半導体層４〜９とＳｉＯy  膜１１２ｃとの界面に窒素と酸素の傾斜組成を有するＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄを形成してもよい。なお、１０００℃で３０分間の熱処理を施した場合が実施例４に相当する。
【０１２７】
あるいは、窒化物系半導体層４〜９上に直接ＳｉＯy  膜１１２ｃを形成する場合において、例えば熱ＣＶＤ法を用いて、ＳｉＯy  膜１１２ｃの成膜温度（基板温度）を５００〜１０００℃に設定することにより、ＳｉＯy  膜１１２ｃの成膜中に、窒化物系半導体層４〜９中の窒素（Ｎ）とＳｉＯy  膜１１２ｃ中の酸素（Ｏ）とを相互拡散させ、窒化物系半導体層４〜９とＳｉＯy  膜１１２ｃとの界面に窒素と酸素の傾斜組成を有するＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄを形成してもよい。
【０１２８】
このように、拡散によりＳｉＮx2Ｏy2膜１１２ｄを形成する場合、その膜厚は、アニール温度および時間の条件により５ｎｍ〜５０ｎｍに制御できる。
【０１２９】
なお、上記各実施の形態では、基板としてＣ面を有するサファイア基板を用いたが、サファイア基板のｒ面やｍ面など他の面方位を用いてもよい。また、ＳｉＣやＧａＮなどの基板を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の参考の形態に係る半導体レーザ素子の構成を示す模式的断面図である。
【図２】  図１の半導体レーザ素子の活性層の構成を示す模式的断面図である。
【図３】  本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザ素子の構成を示す模式的断面図である。
【図４】  本発明の第２の実施の形態に係る半導体レーザ素子の誘電体膜の構成を説明するための図である。
【図５】  本発明の第３の実施の形態に係る半導体レーザ素子の構成を示す模式的断面図である。
【図６】  本発明の第４の実施の形態に係る半導体レーザ素子の構成を示す模式的断面図である。
【図７】  第３の参考の形態に係る発光ダイオードの構成を示す模式的断面図である。
【図８】  従来の半導体レーザ素子の構成を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
４  第１コンタクト層
５  クラック防止層
６  第１クラッド層
７  発光層
８  第２クラッド層
９  第２コンタクト層
１０  リッジ部
１２ａ，１１２ａ  ＳｉＮx 膜
１２ｂ，１１２ｃ  ＳｉＯy 膜
１１２ｂ  ＳｉＮx1Ｏy1膜
１１２ｄ  ＳｉＮx2Ｏy2膜
【図１】
0003723434.tif 000004
【図２】
0003723434.tif 000005
【図３】
0003723434.tif 000006
【図４】
0003723434.tif 000007
【図５】
0003723434.tif 000008
【図６】
0003723434.tif 000009
【図７】
0003723434.tif 000010
【図８】
0003723434.tif 000011