(57)【要約】      （修正有）【課題】中間層にＭｇドープした際に発生するメモリー効果を抑制し、発光効率の低下を抑制することが可能となる窒化物半導体面発光レーザを提供する。【解決手段】基板上１０１に、下部反射鏡１０２、電流注入で利得を生じる複数の活性層１０４、上部反射鏡１０７、を含む複数の窒化物半導体層が積層された面発光レーザであって、下部反射鏡と、複数の活性層における下部反射鏡に最近接する活性層との間に形成されたｎ型スペーサ層１０３と、上部反射鏡と、複数の活性層における上部反射鏡に最近接する活性層との間に形成されたｐ型スペーサ層１０６と、複数の活性層の間に配置された中間層１０５とを備え、中間層は少なくともＭｇを含むＭｇドープ層１０５ａと、Ｉｎを含む窒化物半導体層１０５ｂとによって構成され、基板側から、Ｍｇドープ層、Ｉｎを含む窒化物半導体層の順に積層されている。【選択図】図１
2014112654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、下部反射鏡、電流注入で利得を生じる複数の活性層、上部反射鏡、を含む複数の窒化物半導体層が積層された窒化物半導体面発光レーザであって、
前記下部反射鏡と、前記複数の活性層における前記下部反射鏡に最近接する活性層との間に形成されたｎ型スペーサ層と、
前記上部反射鏡と、前記複数の活性層における前記上部反射鏡に最近接する活性層との間に形成されたｐ型スペーサ層と、
前記複数の活性層の間に配置された中間層と、
を備え、
前記中間層は、少なくともＭｇを含むＭｇドープ層と、Ｉｎを含む窒化物半導体層とによって構成され、
前記基板側から、前記Ｍｇドープ層、前記Ｉｎを含む窒化物半導体層の順に積層されていることを特徴とする窒化物半導体面発光レーザ。
【請求項２】
前記複数の活性層は、前記下部反射鏡と前記上部反射鏡によって構成される共振器で生じる光の定在波のピークの位置に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体面発光レーザ。
【請求項３】
前記Ｉｎを含む窒化物半導体は、ＩｎＧａＮで構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の窒化物半導体面発光レーザ。
【請求項４】
前記Ｉｎを含む窒化物半導体層の厚さが３０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の窒化物半導体面発光レーザ。
【請求項５】
前記Ｉｎを含む窒化物半導体層の厚さが２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の窒化物半導体面発光レーザ。
【請求項６】
前記複数の活性層は、２つの活性層であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の窒化物半導体面発光レーザ。
【請求項７】
前記複数の活性層は、３つの活性層であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の窒化物半導体面発光レーザ。
【請求項８】
前記Ｍｇを含むＭｇドープ層は、ｐ型スペーサ層に近い側が高濃度のドーピング濃度を有し、ｎ型スペーサ層に近い側が低濃度のドーピング濃度を有していることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の窒化物半導体面発光レーザ。
【請求項９】
前記上部反射鏡は多層膜反射鏡であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の窒化物半導体面発光レーザ。
【請求項１０】
前記下部反射鏡は多層膜反射鏡であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の窒化物半導体面発光レーザ。
【請求項１１】
基板上に、下部反射鏡、電流注入で利得を生じる複数の活性層、上部反射鏡、を含む複数の窒化物半導体層が積層された窒化物半導体面発光レーザの製造方法であって、
前記下部反射鏡と、前記複数の活性層における前記下部反射鏡に最近接する活性層との間にｎ型スペーサ層を形成する工程と、
前記上部反射鏡と、前記複数の活性層における前記上部反射鏡に最近接する活性層との間にｐ型スペーサ層を形成する工程と、
前記複数の活性層の間に、前記基板側から、Ｍｇドープ層、Ｉｎを含む窒化物半導体層の順に積層された中間層を形成する工程と、
を有することを特徴とする窒化物半導体面発光レーザの製造方法。
【請求項１２】
前記複数の活性層は、前記下部反射鏡と前記上部反射鏡によって構成される共振器で生じる光の定在波のピークの位置に設置されることを特徴とする請求項１１に記載の窒化物半導体面発光レーザの製造方法。
【請求項１３】
前記Ｉｎを含む窒化物半導体は、ＩｎＧａＮで形成されていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の窒化物半導体面発光レーザの製造方法。
【請求項１４】
前記Ｉｎを含む窒化物半導体層は、３０ｎｍ以上の厚さに形成されることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載の窒化物半導体面発光レーザの製造方法。
【請求項１５】
前記Ｉｎを含む窒化物半導体層は、２００ｎｍ以下の厚さに形成されることを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１項に記載の窒化物半導体面発光レーザの製造方法。
【請求項１６】
前記複数の活性層として、２つの活性層を形成することを特徴とする請求項１１から１５のいずれか１項に記載の窒化物半導体面発光レーザの製造方法。
【請求項１７】
前記複数の活性層として、３つの活性層を形成することを特徴とする請求項１１から１５のいずれか１項に記載の窒化物半導体面発光レーザの製造方法。
【請求項１８】
前記Ｍｇを含むＭｇドープ層は、
ｐ型スペーサ層に近い側が高濃度のドーピング濃度となるように形成され、ｎ型スペーサ層に近い側が低濃度のドーピング濃度となるように形成されることを特徴とする請求項１１から１７のいずれか１項に記載の窒化物半導体面発光レーザの製造方法。
【請求項１９】
前記上部反射鏡として、多層膜反射鏡を形成することを特徴とする請求項１１から１８のいずれか１項に記載の窒化物半導体面発光レーザの製造方法。
【請求項２０】
前記下部反射鏡として、多層膜反射鏡を形成することを特徴とする請求項１１から１９のいずれか１項に記載の窒化物半導体面発光レーザの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体面発光レーザ及びその製造方法に関し、特に複数の活性層を有する窒化物半導体面発光レーザ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
垂直共振器型の面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）は、基板上に２つの反射鏡で活性層を挟み垂直方向に共振器を形成したレーザである（特許文献１）。
共振器を構成する半導体ＤＢＲ（多層膜反射鏡）の反射率を９９．５％以上に高め共振器損失を低減することで、レーザ発振を実現している。
ＶＣＳＥＬは共振器の厚さに対して活性層の厚さが非常に薄い。そのため、構造的に利得が得られにくく高出力化が難しい。
そこで、利得を大きくする技術として共振器中の定在波のピーク位置に複数の活性層を配置する周期利得構造が提案されている。
【０００３】
窒化物半導体のＶＣＳＥＬで周期利得構造を用いた場合、複数の活性層全てにキャリアを注入するために、複数の活性層の間に形成する中間層をｐ型にする必要がある。
例えば、中間層がｉ型やｎ型であった場合、ｎ型層側から注入される電子は、まずｎ型層に隣接する活性層に注入される。
電子は移動度が大きいため、ｎ型層に隣接する活性層から漏れ出て隣の活性層、さらに隣の活性層へと注入されていく。
一方、ホールは電子の移動度と比べて１〜２桁ほど小さい。従って、ｐ型層からホールを注入すると、ｐ型層に隣接する活性層で大半が発光再結合してしまい、隣の活性層までホールが注入されない。
複数の活性層を用いてもｐ型層に近い活性層のみ利得が生じ、他の活性層は吸収層となってしまう。
そこで、活性層間に形成する中間層全てをｐ型にする。中間層をｐ型にすることで全ての活性層にホールが高濃度で存在する。
電子はホールより軽くてｐ型層の奥深くまで注入し易いので、全ての活性層にキャリアを注入することが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９４２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
窒化物半導体で実用化されているアクセプタ用のドーパントとしてＭｇが良く用いられるが、その際メモリー効果という課題が生じる。
メモリー効果とは、Ｍｇ原料を使用した際に反応炉内にＭｇが付着し、その後の成長でＭｇが脱離し、結晶中に意図せず混入してしまう現象である。
窒化物半導体のＶＣＳＥＬで、周期利得構造を実現するためには先に述べたように中間層をｐ型にする必要がある。つまり、Ｍｇをドーピングする必要がある。
中間層にＭｇをドーピングすると、メモリー効果によって中間層より上部に形成する層、例えば２つ目以降の活性層にＭｇが混入してしまう。
活性層にＭｇが混入すると発光効率が低下することが知られており、周期利得構造を実現するためにはＭｇのメモリー効果を抑制しなければならない。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、中間層にＭｇドープした際に発生するメモリー効果を抑制し、発光効率の低下を抑制することが可能となる窒化物半導体面発光レーザ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の窒化物半導体面発光レーザは、基板上に、下部反射鏡、電流注入で利得を生じる複数の活性層、上部反射鏡、を含む複数の窒化物半導体層が積層された窒化物半導体面発光レーザであって、
前記下部反射鏡と、前記複数の活性層における前記下部反射鏡に最近接する活性層との間に形成されたｎ型スペーサ層と、
前記上部反射鏡と、前記複数の活性層における前記上部反射鏡に最近接する活性層との間に形成されたｐ型スペーサ層と、
前記複数の活性層の間に配置された中間層と、
を備え、
前記中間層は、少なくともＭｇを含むＭｇドープ層と、Ｉｎを含む窒化物半導体層とによって構成され、
前記基板側から、前記Ｍｇドープ層、前記Ｉｎを含む窒化物半導体層の順に積層されていることを特徴とする。
また、本発明の窒化物半導体面発光レーザの製造方法は、基板上に、下部反射鏡、電流注入で利得を生じる複数の活性層、上部反射鏡、を含む複数の窒化物半導体層が積層された窒化物半導体面発光レーザの製造方法であって、
前記下部反射鏡と、前記複数の活性層における前記下部反射鏡に最近接する活性層との間にｎ型スペーサ層を形成する工程と、
前記上部反射鏡と、前記複数の活性層における前記上部反射鏡に最近接する活性層との間にｐ型スペーサ層を形成する工程と、
前記複数の活性層の間に、前記基板側から、Ｍｇドープ層、Ｉｎを含む窒化物半導体層の順に積層された中間層を形成する工程と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、中間層にＭｇドープした際に発生するメモリー効果を抑制し、発光効率の低下を抑制することが可能となる窒化物半導体面発光レーザ及びその製造方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態における窒化物半導体面発光レーザの構成例を説明する図である。
【図２】試料をＭｇについてＳＩＭＳで分析した結果を示す図である。
【図３】本発明の実施形態における中間層の構造の１例を示す図である。
【図４】本発明の実施例１における面発光レーザの構成例を説明する断面図である。
【図５】本発明の実施例２における面発光レーザの構成例を説明する断面図である。
【図６】本発明の実施例３における面発光レーザの構成例を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の窒化物半導体面発光レーザの構成例を、図１を用いて説明する。まず、その構造について説明する。本発明の窒化物半導体面発光レーザは、基板上に、下部ＤＢＲ（下部多層膜反射鏡）、電流注入で利得を生じる複数の活性層、上部ＤＢＲ（上部多層膜反射鏡）、を含む複数の窒化物半導体層が積層された構成を備える。
具体的には、図１に示すように、に基板１０１上に下部ＤＢＲ１０２、ｎ型スペーサ層１０３、活性層１０４、中間層１０５、ｐ型スペーサ層１０６、上部ＤＢＲ１０７を順に備
える。
下部ＤＢＲ１０２は活性層より基板１０１側に配置され、上部ＤＢＲ１０７は活性層より基板表面側に配置され、２つのＤＢＲ１０２，１０７によって共振器が形成される。
下部ＤＢＲ１０２と上部ＤＢＲ１０７の間に少なくとも２つ以上の活性層１０４が備えられ、電流注入によって利得を生じ、下部ＤＢＲ１０２と上部ＤＢＲ１０７によって形成される共振器間の光の定在波を増幅する。
ｎ型スペーサ層１０３は、下部ＤＢＲ１０２に最近接する活性層１０４と、下部ＤＢＲ１０２との間に備えられる。
同様にｐ型スペーサ層１０６は上部ＤＢＲ１０７に最近接する活性層１０４と、上部ＤＢＲ１０７との間に備えられる。
各活性層１０４の間には中間層１０５が備えられ、さらに、全ての中間層１０５に、基板側から表面方向に少なくともＭｇドープ層１０５ａ、Ｉｎを含む窒化物半導体層１０５ｂの２層をこの順に備える。
【００１１】
つぎに、中間層１０５を構成するＭｇドープ層１０５ａ、Ｉｎを含む窒化物半導体層１０５ｂについて説明する。
Ｍｇドープ層１０５ａはＭｇがドーピングされている。Ｍｇのドーピング濃度は、全ての活性層１０４に電子が注入できるように、Ｍｇドープ層１０５ａやＩｎを含む窒化物半導体層１０５ｂの厚さや、活性層の数、層構成などによって調整する。
例えば、Ｍｇドープ層１０５ａは、ｐ型スペーサ層１０６に近い側が高濃度のドーピング濃度を有し、ｎ型スペーサ層１０３に近い側が低濃度のドーピング濃度を有するように構成する。
Ｉｎを含む窒化物半導体層１０５ｂはＩｎＧａＮ，ＡｌＩｎＮ，ＡｌＩｎＧａＮ，ＩｎＮ等で構成し、Ｍｇドープ層１０５ａで用いたＭｇ原料のメモリー効果を抑制するために挿入する。
Ｍｇドープ層１０５ａを形成後に、Ｉｎを含む窒化物半導体層１０５ｂを介さずに、活性層１０４を形成すると、Ｍｇドープ層１０５ａの形成の際に反応炉内壁に付着したＭｇが蒸発し活性層１０４へ取り込まれてしまい、活性層１０４の発光効率が悪化する。
これに対して、本実施形態のように活性層１０４の形成前にＩｎを含む窒化物半導体層１０５ｂを形成すると、Ｉｎを含む窒化物半導体層１０５ｂ中にＭｇが取り込まれ高純度な活性層１０４を形成でき、発光効率の低下を防ぐことが出来る。
【００１２】
図２は、ＭＯＣＶＤ装置の反応炉内壁にＭｇが付着した状態（直前の結晶成長でＭｇ原料を使用した状態）で、ＧａＮのテンプレート基板上にＩｎＧａＮ／ＧａＮの多重量子井戸構造の活性層を形成した試料を、ＭｇについてＳＩＭＳで分析した結果を示す図である。図２（ａ）はＩｎを含む窒化物半導体層１０５ｂの無い構成による結果を示す図で、ＩｎＧａＮ井戸層中（図中矢印）でＭｇが検出されている。
図２（ｂ）はＩｎを含む窒化物半導体層１０５ｂとして厚さ７０ｎｍのＩｎ0.01Ｇａ0.99Ｎを介して活性層を形成した構成による結果を示す図である。
Ｉｎ0.01Ｇａ0.99Ｎの成長開始時に１×１０18ｃｍ2のＭｇが取り込まれ、Ｉｎ0.01Ｇａ0.9Ｎの厚さが増すにつれＭｇの濃度が減少している。厚さ３０ｎｍほどＩｎ0.01Ｇａ0.99Ｎを成長したところで、Ｍｇの濃度が検出限界以下になりＩｎＧａＮ量子井戸でＭｇは検出されなかった。
図２から、ＩｎＧａＮ層を少なくとも３０ｎｍ挿入することで、Ｍｇのメモリー効果を抑制出来ていることが確認できる。
【００１３】
Ｉｎを含む窒化物半導体層１０５ｂの厚さについては、図２の結果から少なくとも３０ｎｍ以上が必要である。
膜厚が３０ｎｍであれば、Ｉｎを含む窒化物半導体層１０５ｂ自身がＭｇを取り込んでいるためｐ型層として機能するが、それ以上厚くすると厚くした部分がｉ型層として機能す
る。
ホールの拡散長を考慮するとＩｎを含む窒化物半導体層１０５ｂの厚さは２００ｎｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ以下が良い。
また、Ｉｎを含む窒化物半導体層１０５ｂはＩｎさえ含まれていればＭｇのメモリー効果を抑制できるが、Ｉｎの割合が多くなってＩｎを含む窒化物半導体層１０５ｂのバンドギャップが活性層１０４のバンドギャップより小さくなってしまうと光の吸収が問題になる。
したがって、活性層のバンドギャップより大きくすることが望ましい。
例えば、活性層１０４がＩｎxＧａ1-xＮ量子井戸で、Ｉｎを含む窒化物半導体層１０５ｂがＩｎyＧａ1-yＮであるとき、ｘ＞ｙの関係にする。
【００１４】
活性層１０４は利得を大きくするために下部ＤＢＲ１０２、上部ＤＢＲ１０７で構成される共振器内の定在波のピークの位置に複数設置する。従って定在波の波長をλとしたとき複数の活性層１０４間の距離は大体０．５ｎλ（ｎ＝１，２，３…）にする。
活性層１０４間の距離を１．０λ以上（ｎ≧２）にする場合、活性層間には定在波のピークがｎ−１個存在する。ピークの位置にＭｇドープ層１０５ａを設置すると、Ｍｇによる光吸収が問題になる。
そこで、図３の様に定在波のピークの位置にＩｎを含む窒化物半導体層１０５ｂを設置し、Ｍｇドープ層１０５ａとＩｎを含む窒化物半導体層１０５ｂのペアを２個又は複数設置することでドーパントによる光の吸収を抑えることが出来る。
活性層の数は、全ての活性層にキャリアを注入できれば多いほど良いが、活性層の数が多すぎるとｎ型層側から見て手前の活性層で電子が発光再結合してしまい、奥の活性層に注入されなくなる。
したがって、活性層の数は２個又は３個が望ましい。
また、中間層が厚いと、同様に奥の活性層への電子の注入が難しくなる。
したがって、ｐ型層に最近接する活性層とｎ型層に最近接する活性層との距離は２００ｎｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ以下にするのが良い。
【００１５】
本実施形態における窒化物半導体面発光レーザの他の構成例について説明する。
基板１０１は窒化物半導体が成長できる基板を用いる。例えば、ＧａＮ、サファイア、Ｓｉ，ＧａＡｓ，ＺｎＯなどである。
下部ＤＢＲ１０２は、例えばＡｌＧａＮ／ＧａＮなどの窒化物半導体ＤＢＲや、Ｔａ2Ｏ5／ＳｉＯ2などの誘電体ＤＢＲであっても良い。
誘電体ＤＢＲなどの電流を流せない物質の場合、半導体層の一部に埋め込むなどして形成する。
ｎ型スペーサ層１０３は下部ＤＢＲ１０２に最も近接する活性層と下部ＤＢＲ１０２の間に備えられ、共振器内の定在波のピークが活性層１０４に重なるように厚さを調整する。
【００１６】
活性層１０４は下部ＤＢＲ１０２と上部ＤＢＲ１０７間で構成される共振器内部に複数設置される。
中間層１０５の構成や活性層の数によって各活性層でキャリアの注入量が異なる場合がある。その時は活性層の構成をキャリアの注入に合わせる。
例えば、ｎ型層から各活性層に注入される電子の濃度はｐ型層側へ向かうにつれ減少するので、ｎ型層側に近い活性層は量子井戸数を多くし、ｐ型層側に近い活性層は量子井戸数を減らすといった構成にする。
ｐ型スペーサ層１０６は上部ＤＢＲ１０７に最も近接する活性層と上部ＤＢＲ１０７の間に備えられ、ｎ型スペーサ層と同様に、共振器内の定在波のピークが活性層１０４と重なるように厚さを調整する。
上部ＤＢＲ１０７は下部ＤＢＲ１０２と同様に半導体で構成しても良いし、誘電体で構成しても良い。
なお、１対の反射鏡により共振器を形成できる限り、反射鏡はＤＢＲに限らない。すなわち、下部反射鏡および上部反射鏡は、ＤＢＲの他にフォトニック結晶からなる反射鏡などのあらゆる反射鏡から構成されてもよい。
【実施例】
【００１７】
以下に、本発明の実施例について、説明する。
［実施例１］
実施例１として、本発明を適用した窒化物半導体面発光レーザ及びその製造方法の構成例について、図４を用いて説明する。
本実施例の窒化物半導体面発光レーザは、活性層の数は２つで、活性層間の厚さは０．５λとされている。
基板１０１として、ｎ型ＧａＮ基板４０１を用いる。
次に、ｎ−ＧａＮ基板４０１上に、下部ＤＢＲ１０２を形成するための歪緩和層としてＡｌ0.50Ｇａ0.50Ｎ／ＧａＮの超格子４０８を形成する。厚さは共に４ｎｍである。
下部ＤＢＲ１０２として、Ａｌ0.50Ｇａ0.50Ｎ／ＧａＮのＤＢＲ４０２を形成する。λ／４の厚さのＡｌ0.50Ｇａ0.50ＮとＧａＮペアにして４０周期積層する。続いて、ｎ型スペーサ層１０３としてｎ−ＧａＮ４０３、１つ目の活性層１０４としてＩｎ0.10Ｇａ0.90Ｎ／ＧａＮの３周期の量子井戸構造４０４ａを形成する。次に、Ｍｇドープ層１０５ａとしてＭｇをドーピングしたｐ−ＧａＮ４０５ａを４８ｎｍ、Ｉｎを含む窒化物半導体層１０５ｂとして、厚さ３０ｎｍのＩｎ0.01Ｇａ0.99Ｎ４０５ｂを形成することで、厚さ０．５λの中間層１０５が完成する。
【００１８】
次に、２つ目の活性層１０４としてＩｎ0.10Ｇａ0.90Ｎ／ＧａＮの３周期の量子井戸構造４０４ｂを形成する。
残りの層として、電子をブロックするためのｐ−Ａｌ0.20Ｇａ0.80Ｎ４０９、ｐ型スペーサ層１０６としてｐ−ＧａＮ４０６を形成する。
次に、電流狭窄のための開口部を有するＳｉＯ2４１０を形成する。
続いて、ＳｉＯ2開口部の部分に電流注入するためのＩＴＯ４１１を形成し、さらにＩＴＯ４１１上に上部ＤＢＲ１０７としてＴａ2Ｏ5／ＳｉＯ2の誘電体ＤＢＲ４０７を形成する。
最後に、基板表面と裏面に通電のための電極４１２と電極４１３を形成することで窒化物半導体面発光レーザが完成する。
【００１９】
［実施例２］
実施例２として、実施例１とは異なる形態の窒化物半導体面発光レーザ及びその製造方法の構成例について、図５を用いて説明する。
本実施例の窒化物半導体面発光レーザは、活性層の数は３つにして利得を従来よりも大きくした構造を備える。活性層間の厚さは０．５λである。
基板１０１としてｎ型ＧａＮ基板５０１を用いる。
次に、ｎ−ＧａＮ基板５０１上に、下部ＤＢＲ１０２を形成するための歪緩和層としてＡｌ0.50Ｇａ0.50Ｎ／ＧａＮの超格子５０８を形成する。厚さは共に４ｎｍである。下部ＤＢＲ１０２として、Ａｌ0.50Ｇａ0.50Ｎ／ＧａＮのＤＢＲ５０２を形成する。λ／４のＡｌ0.50Ｇａ0.50ＮとＧａＮペアにして４０周期積層する。
続いて、ｎ型スペーサ層１０３としてｎ−ＧａＮ５０３、１つ目の活性層１０４としてＩｎ0.10Ｇａ0.90Ｎ／ＧａＮの３周期の量子井戸構造５０４ａを形成する。次に、１つ目の中間層１０５として、Ｍｇドープ層１０５ａとしてＭｇをドーピングしたｐ−ＧａＮ５０５ａを４８ｎｍ、
Ｉｎを含む窒化物半導体層１０５ｂとして、厚さ３０ｎｍのＩｎ0.01Ｇａ0.99Ｎ５０５ｂを形成する。
【００２０】
次に、２つ目の活性層１０４としてＩｎ0.10Ｇａ0.90Ｎ／ＧａＮの３周期の量子井戸構造５０４ｂを形成する。
続いて、２つ目の中間層１０５としてＭｇをドーピングしたｐ−ＧａＮ５０５ｃを４８ｎｍ、厚さ３０ｎｍのＩｎ0.01Ｇａ0.99Ｎ５０５ｄを形成し、３つ目の活性層１０４としてＩｎ0.10Ｇａ0.90Ｎ／ＧａＮの３周期の量子井戸構造５０４ｃを形成する。
３つ目の活性層５０４ｃに電子を十分に注入するために、１つ目の中間層１０５中のｐ−ＧａＮ５０５ａのＭｇ濃度を５×１０18ｃｍ2程度、２つめの中間層中１０５中のｐ−ＧａＮ５０５ｃのＭｇ濃度を２×１０19ｃｍ2程度ドーピングする。残りの層として、電子をブロックするためのｐ−Ａｌ0.20Ｇａ0.80Ｎ５０９、ｐ型スペーサ層１０６としてｐ−ＧａＮ５０６を形成する。
次に、電流狭窄のための開口部を有するＳｉＯ2５１０を形成する。
続いて、ＳｉＯ2開口部の部分に電流注入するためのＩＴＯ５１１を形成し、さらにＩＴＯ５１１上に上部ＤＢＲ１０７としてＴａ2Ｏ5／ＳｉＯ2の誘電体ＤＢＲ５０７を形成する。
最後に、基板表面と裏面に通電のための電極５１２と電極５１３を形成することで高出力な窒化物半導体面発光レーザが完成する。
【００２１】
［実施例３］
実施例３として、上記各実施例とは異なる形態の窒化物半導体面発光レーザ及びその製造方法の構成例について、図６を用いて説明する。
本実施例の窒化物半導体面発光レーザは、活性層の数は２つ、各活性層間の厚さを１．０λにした構造を備える。
基板１０１としてｎ型ＧａＮ基板６０１を用いる。
次に、ｎ−ＧａＮ基板６０１上に、下部ＤＢＲ１０２を形成するための歪緩和層としてＡｌ0.50Ｇａ0.50Ｎ／ＧａＮの超格子６０８を形成する。厚さは共に４ｎｍである。
下部ＤＢＲ１０２として、Ａｌ0.50Ｇａ0.50Ｎ／ＧａＮのＤＢＲ６０２を形成する。λ／４の厚さのＡｌ0.50Ｇａ0.50ＮとＧａＮペアにして４０周期積層する。続いて、ｎ型スペーサ層１０３としてｎ−ＧａＮ６０３、１つ目の活性層１０４としてＩｎ0.10Ｇａ0.90Ｎ／ＧａＮの３周期の量子井戸構造６０４ａを形成する。次に、中間層１０５として、Ｍｇドープ層１０５ａとしてＭｇをドーピングしたｐ−ＧａＮ６０５ａを３０ｎｍ、Ｉｎを含む窒化物半導体層１０５ｂとして、厚さ５０ｎｍのＩｎ0.01Ｇａ0.99Ｎ６０５ｂを形成する。
さらに、ｐ−ＧａＮ層６０５ｃを４６ｎｍ、Ｉｎ0.01Ｇａ0.99Ｎ６０５ｄを３０ｎｍ形成することで、Ｉｎ0.01Ｇａ0.99Ｎ６０５ｂは定在波のピークの位置に合う。
【００２２】
次に、２つ目の活性層１０４としてＩｎ0.10Ｇａ0.90Ｎ／ＧａＮの３周期の量子井戸構造６０４ｂを形成する。
残りの層として電子をブロックするためのｐ−Ａｌ0.20Ｇａ0.80Ｎ６０９、ｐ型スペーサ層１０６としてｐ−ＧａＮ６０６を形成する。
次に、電流狭窄のための開口部を有するＡｌＮ６１０をＭＯＣＶＤ装置とリソグラフィーなどで形成する。
その上に、ｎ−ＧａＮ６１１を形成することで、トンネルジャンクションを形成する。上部ＤＢＲ１０７として、Ａｌ0.50Ｇａ0.50Ｎ／ＧａＮのＤＢＲ６０７を形成する。
最後に、基板表面と裏面に通電のための電極６１２と電極６１３を形成することで窒化物半導体面発光レーザが完成する。
以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
【符号の説明】
【００２３】
１０１：基板
１０２：下部ＤＢＲ
１０３：ｎ型スペーサ層
１０４：活性層
１０５：中間層
１０５ａ：Ｍｇドーピング層
１０５ｂ：Ｉｎを含む半導体層
１０６：ｐ型スペーサ層
１０７：上部ＤＢＲ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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