(57)【要約】  リッジストライプ構造を備えていても、素子の駆動電圧の上昇や内部発熱による寿命低下を防止し、レーザ特性を均一にすることができる窒化物半導体発光素子を提供する。  ＧａＮ基板１上にｎ型ＧａＮ層２、ｎ型ＡｌＧａＮ層３、活性層４、ｐ型ＡｌＧａＮ層５、ｐ型ＧａＮ層６が順に積層されている。ｐ型ＧａＮ層６上には絶縁膜７と透明電極８が形成されている。透明電極８の一部は、ｐ型ＧａＮ層６と接するように形成されている。導波路形成のためのリッジストライプ部Ｄは、透明膜９で構成されている。透明電極８とｐ型ＧａＮ層６と接触している領域が、ストライプ形状の電流注入領域となる。
2009078482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ型半導体層とｎ型半導体層とで活性層を挟んだ積層構造と、
前記ｐ型半導体層の最も外側の半導体層上に形成された透明電極と、
前記透明電極上に形成され、光導波路を構成するためのリッジストライプ部とを備え、
前記透明電極及びリッジストライプ部は、前記活性層の発光波長に対して透明であることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記ｐ型半導体層、ｎ型半導体層、活性層は窒化物で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記リッジストライプ部は、前記透明電極と同じ材料で構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記透明電極は、絶縁膜により、ｐ型半導体層と接触する領域が制限されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記リッジストライプ部における最大横幅Ｗ１と、前記透明電極とｐ型半導体層との接触面の横幅Ｗ２とは、Ｗ１≧Ｗ２の関係を満たしていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記リッジストライプ部を挟んで両側に露出した透明電極上の片側表面の少なくとも一部に、ｐ側電極が接して形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記透明電極が露出した表面すべてに、ｐ側電極が接して形成されていることを特徴とする請求項６に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記光導波路の端面よりも内側に前記透明電極を形成したことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リッジストライプ構造を有する半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、リッジストライプ構造を有する半導体発光素子の例には、リッジ導波型半導体レーザが作製されている。この半導体レーザ素子は、一般的に、活性層をｎ型とｐ型のクラッド層で挟みこむダブルへテロ構造を備えており、ｐ型クラッド層の一部をエッチングして、リッジストライプ部を形成している（例えば、特許文献１、２、３参照）。【０００３】
例えば、窒化物で構成されたリッジ導波型半導体レーザ素子は、図１２に示されるように、導電性基板２１上にｎ型ＧａＮ層２２、ｎ型ＡｌＧａＮ層２３、活性層２４、ｐ型ＡｌＧａＮ層２５が順に積層され、ｐ型ＡｌＧａＮ層２５の一部をドライエッチングして凸形状のリッジストライプ部Ｃを形成する。リッジストライプ部Ｃの頂上にはｐ型ＧａＮ層２６が形成される。【０００４】
このような構造の半導体レーザ素子では、光導波路を形成するためにリッジストライプ部Ｃが構成されており、リッジストライプ部Ｃにより、活性層２４の横方向の光の閉じ込めと電流狭窄が行われる。光の閉じ込めについては、活性層のリッジストライプ部Ｃ底部の横幅Ｗｄに相当する領域とその両側の領域との実効屈折率差によって閉じ込めを行う。この実効屈折率差は、メサエッチングされたｐ型ＡｌＧａＮ層平坦部の膜厚ｔ１によって決定され、発振波長特性（スペクトル特性）を決める要素となる。したがって膜厚ｔ１を精度良く制御することが重要である。
【特許文献１】特開２００２−２０４０３１号公報
【特許文献２】特開平１１−２１４７８８号公報
【特許文献３】特開平１０−２５６６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来技術のように、ｐ型ＡｌＧａＮ等のＧａＮ系半導体からリッジストライプ構造を形成するには、通常、ドライエッチングにより作製しているが、ドライエッチングでは膜厚ｔ１を精度良く制御することができない。特に，例えば、１０μｍ×１０００μｍの領域（１素子）や１０ｍｍ×１０ｍｍ（小ウエハ面積）内で膜厚ｔ１を均一にするのが困難である。したがって、各素子毎にレーザ特性、特に発振波長特性の変動を招いていた。【０００６】
また、リッジストライプ部におけるｐ型ＡｌＧａＮは、縦方向のクラッド層としての役割を発揮させ、膜厚ｔ１の値によって実効屈折率差を制御するには、加工前のｐ型ＡｌＧａＮ層２５の膜厚ｈが１μｍ以上必要となっていた。しかし、ｐ型ＡｌＧａＮ等のｐ型半導体層の膜厚を厚くすると抵抗が高くなるため、駆動電圧が上昇し、内部発熱により素子の寿命低下を発生させるという問題があった。【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、リッジストライプ構造を備えていても、素子の駆動電圧の上昇や内部発熱による寿命低下を防止し、レーザ特性を均一にすることができる半導体発光素子を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ｐ型半導体層とｎ型半導体層とで活性層を挟んだ積層構造と、前記ｐ型半導体層の最も外側の半導体層上に形成された透明電極と、前記透明電極上に形成され、光導波路を構成するためのリッジストライプ部とを備え、前記透明電極及びリッジストライプ部は、前記活性層の発光波長に対して透明であることを特徴とする窒化物半導体発光素子である。【０００９】
また、請求項２記載の発明は、前記ｐ型半導体層、ｎ型半導体層、活性層は窒化物で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子である。【００１０】
また、請求項３記載の発明は、前記リッジストライプ部は、前記透明電極と同じ材料で構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の半導体発光素子である。【００１１】
また、請求項４記載の発明は、前記透明電極は、絶縁膜により、ｐ型半導体層と接触する領域が制限されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の半導体発光素子である。【００１２】
また、請求項５記載の発明は、前記リッジストライプ部における最大横幅Ｗ１と、前記透明電極とｐ型半導体層との接触面の横幅Ｗ２とは、Ｗ１≧Ｗ２の関係を満たしていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の半導体発光素子である。【００１３】
また、請求項６記載の発明は、前記リッジストライプ部を挟んで両側に露出した透明電極上の片側表面の少なくとも一部に、ｐ側電極が接して形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の半導体発光素子である。【００１４】
また、請求項７記載の発明は、前記透明電極が露出した表面すべてに、ｐ側電極が接して形成されていることを特徴とする請求項６に記載の半導体発光素子である。【００１５】
また、請求項８記載の発明は、前記光導波路の端面よりも内側に前記透明電極を形成したことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の半導体発光素子である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光導波路を形成するためのリッジストライプ部を透明絶縁膜で形成し、この透明絶縁膜をｐ型半導体層の最も外側の半導体層上に透明電極を介して形成しているので、ｐ型半導体層をドライエッチングによってリッジストライプ形状に加工する必要がなくなり、レーザ特性の変動を防止することができる。【００１７】
また、光導波路を形成するために、ｐ型半導体層を加工する必要がないので、ｐ型半導体層を薄く作製することができ、駆動電圧の上昇や内部発熱による寿命低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の半導体発光素子の全体構造を示す斜視図である。
【図２】図１の半導体発光素子の一製造工程を示す図である。
【図３】図１の半導体発光素子の一製造工程を示す図である。
【図４】図１の半導体発光素子の一製造工程を示す図である。
【図５】図１の半導体発光素子の一製造工程を示す図である。
【図６】図１の半導体発光素子の一製造工程を示す図である。
【図７】図１とはｐ電極の構造が異なる半導体発光素子の断面構造を示す図である。
【図８】透明電極の配置範囲が異なる半導体発光素子を示す平面図である。
【図９】図１でリッジストライプ部と透明電極の材料が同じ場合の全体構造を示す斜視図である。
【図１０】電流注入領域からのキャリアの流れを示す模式図である。
【図１１】ｐ型ＧａＮ層の一部をｎ型反転層にした構造を有する半導体発光素子の断面構造を示す図である。
【図１２】従来のリッジストライプ構造を備えた窒化物半導体発光素子の断面構造を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
１    ＧａＮ基板
２    ｎ型ＧａＮ層
３    ｎ型ＡｌＧａＮ層
４    活性層
５    ｐ型ＡｌＧａＮ層
６    ｐ型ＧａＮ層
７    絶縁膜
８    透明電極
９    透明膜
１０  ｐ電極
１１  ｎ電極
１６  ｐ型ＧａＮ層
１７  ｎ型ＧａＮ層
１８  透明電極
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は本発明の半導体発光素子の一例である窒化物半導体レーザ素子の断面構造を示す。【００２１】
窒化物半導体レーザ素子を構成する窒化物半導体は、既知のＭＯＣＶＤ法等によって形成する。ここで、窒化物半導体は、ＡｌＧａＩｎＮ４元混晶を表し、いわゆるIII−V族窒化物半導体と呼ばれるもので、ＡｌＸＧａＹＩｎＺＮ（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）で表すことができる。また、ＧａＮ系半導体とは、ＧａＮのみからなる半導体、又は構成材料にＧａＮを含む半導体であり、上記ＡｌＧａＩｎＮ４元混晶において、０＜ｙ≦１で表わされる。【００２２】
ＧａＮ基板１上にｎ型ＧａＮ層２、ｎ型ＡｌＧａＮ層３、活性層４、ｐ型ＡｌＧａＮ層５、ｐ型ＧａＮ層６が順に積層されている。ｐ型ＧａＮ層６の上には、窒化物半導体以外の材料による構造が形成される。具体的には、ｐ型ＧａＮ層６上には絶縁膜７と透明電極８が形成されている。絶縁膜７は凸形状のリッジストライプ部Ｄに対応する領域を除いてｐ型ＧａＮ層６上に接して形成されている。一方、透明電極８はリッジストライプ部Ｄに対応する領域のみ、ｐ型ＧａＮ層６と接するように形成されている。透明電極８はｐ型ＧａＮ層６と接触している領域を除けば、絶縁膜７上に形成されている。透明電極８とｐ型ＧａＮ層６と接触している領域が、ストライプ形状の電流注入領域となる。また、ｎ型ＡｌＧａＮ層３とｐ型ＡｌＧａＮ層５とはクラッド層としての役割を果たす。【００２３】
ＧａＮ基板１は、導電性のｎ型ＧａＮが用いられ、ＧａＮ基板１の裏面にはｎ電極１１が形成されている。また、透明電極８上の透明膜９が形成されていない領域の一部にｐ電極１０が形成されている。透明電極８には、活性層４からの発光波長に対して透明で、吸収や反射の少ない材料、例えば、ＺｎＯ（酸化亜鉛）やＩＴＯ等の透明導電膜が用いられる。また、ＺｎＯやＩＴＯ以外では、Ｐｄ、Ａｕ等の金属膜でも良く、この場合は非常に薄く形成して透明電極８として用いる。また、透明酸化物導電膜と金属薄膜を積層しても良い。リッジストライプ部Ｄを構成する透明膜９には、ＳｉＯ２やＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＺｒ等が用いられる。本実施形態のリッジストライプ部Ｄは、ダミーのリッジストライプで、電流が流れることはない。透明膜９は、導電膜又は電気的に絶縁性の絶縁膜のいずれでも良く、活性層４からの発光波長に対して透明で、吸収や反射の少ない材料が用いられる。例えば、生産性やコスト面で有利な透明樹脂を用いても良い。また、リッジストライプ部Ｄには、光閉じ込めのため、ＧａＮ系半導体よりも屈折率の小さい材料を用いても良い。【００２４】
一方、図９に示すように、リッジストライプ部Ｄを透明電極８と同じ透明導電材料で構成するようにしても良い。この場合は、厚膜となるので、リッジストライプ部Ｄ又は透明電極８をＺｎＯやＩＴＯ等の透明導電膜で形成する。リッジストライプ部Ｄが設けられることにより、活性層４の横方向に屈折率差が生じ、光導波路が形成される。また、手前の光導波路の端面Ｄ１と反対側の端面Ｄ２とで光共振器を構成しており、この共振器内で増幅された光が誘導放出される。【００２５】
活性層４は、量子井戸構造（Quantum Well）を有する活性層であり、井戸層（ウェル層）を、井戸層よりもバンドギャップの大きな障壁層（バリア層）でサンドイッチ状に挟んだ構造となっている。この量子井戸構造を多重化したものが、ＭＱＷ（Multi Quantum Well）、すなわち多重量子井戸構造となる。なお、活性層４はＭＱＷではなく、１つの量子井戸構造となるＳＱＷ（Single Quantum Well）としても良い。【００２６】
また、リッジストライプ部Ｄの底部の最も大きな横幅をＷ１、透明電極８がｐ型ＧａＮ層６と接触しているリッジストライプ部Ｄの横幅方向の長さをＷ２とすると、Ｗ１はＷ２と等しいか、それよりも大きくなるように（Ｗ１≧Ｗ２）形成される。例えば、透明膜９をＳｉＯ２で形成して、その横幅Ｗ１は２μｍ程度に形成することができる。ここで、Ｗ１は、活性層４内の光導波路の横幅に相当し、一方、Ｗ２は電流注入領域に相当する。ここで、例えば、３μｍ≧Ｗ１≧Ｗ２とするのが望ましい。Ｗ１があまり大きくなりすぎると、光ビームの広がりが小さくなりすぎてしまうためである。【００２７】
図１２の従来構造では、リッジストライプ構造をＧａＮ系半導体で形成していたため、光導波路幅と電流注入領域とが一体となって、各々を別個に作製することができなかった。したがって、電流注入領域は光導波路の仕様に依存するものとなっていたため、電流狭窄を行って注入電流密度を上げることが困難であり、反転分布が発生しにくい場合もあった。本発明では、光導波路幅の大きさＷ１と電流注入領域幅の大きさＷ２を別々に設定することができる。このため、電流注入領域幅Ｗ２を狭くすることにより、注入電流密度を高くして、レーザ発振の前提となる反転分布状態を起こしやすくできる。【００２８】
以上のように構成した窒化物半導体レーザ素子では、導波路の形成に関係するｐ型ＡｌＧａＮ層の寸法バラツキが減少した。まず、従来構造の図１２のように、ドライエッチングでｐ型ＡｌＧａＮ層２５の一部を除去して、膜厚ｔ１を制御する必要がなくなったため、ドライエッチング加工時の変動の影響が排除された。【００２９】
さらに、結晶成長過程では、通常、膜厚の１０％の範囲で変動があると考えられるが、従来構造のｔ１のバラツキは、全体の膜厚ｈが最低でも１μｍは必要なので、１μｍの１０％で１０００Åである。しかし、本発明では、後述するように、ｐ型ＡｌＧａＮ層５とｐ型ＧａＮ層６との合計膜厚は０．３μｍ以下で済むので、０．３μmの１０％とすれば、バラツキは３００Å程度となって従来構造よりは減少し、レーザ特性が向上する。【００３０】
一方、ｐ型ＧａＮ系半導体層の抵抗率１Ω・ｃｍとすると、図１２の従来構造では、リッジストライプ部Ｃの形状は、２μｍ（横幅）×１ｍｍ（ストライプ方向長さ）×１μｍ（高さ又は膜厚）程度必要である。このため、その抵抗値は５Ωとなり、１００ｍＡの動作電流では、ｐ型ＧａＮ系半導体層の抵抗による電圧上昇は０．５Ｖになる。【００３１】
しかし、本発明の図１の構造では、前述のようにｐ型ＡｌＧａＮ層５とｐ型ＧａＮ層６との合計膜厚は０．３μｍに作製できる。これにより、電流注入領域の横幅Ｗ２を従来構造と同じ２μｍとしたとしても、ストライプ形状の電流注入領域は、２μｍ（横幅）×１ｍｍ（ストライプ方向長さ）×０．３μｍ（高さ又は膜厚）となって、その抵抗値は１．５Ωとなる。したがって、１００ｍＡの動作電流では、０．１５Ｖの電圧上昇となり、従来構造と比較して駆動電圧の上昇を抑制することができる。また、このようにｐ型層の抵抗値を下げることにより、内部発熱による寿命低下を防ぐことができる。本発明では、活性層上の窒化物半導体のｐ型層の膜厚を、例えば１μｍ以下、より詳細には、０．５μｍ以下で０．１μｍ以上にすることができる。これにより、ｐ型層による抵抗を十分に低減しつつ、十分な光閉じ込めが可能となる。【００３２】
ところで、本発明の半導体発光素子の構造は、窒化物半導体だけでなく、赤色レーザ等に使用されるＩｎＧａＡｌＰ系化合物半導体等にも適用することができる。しかし、半導体発光素子を窒化物半導体で構成した場合は、他の化合物半導体と比較して、特にｐ型半導体層の抵抗が高いという問題がある。このため、実効屈折率差を制御して光の閉じ込めを行うには、例えば、ｐ型半導体層について２μｍ程度の膜厚が必要な場合であっても、抵抗を下げなければならないために１μｍ程度の膜厚にする必要があった。しかし、この場合は、光の閉じ込め効果が薄くなり、レーザ特性が変動する。本発明の半導体発光素子の構造とすると、一定の光の閉じ込め効果が得られ、かつｐ型半導体層の抵抗値を低くすることもできるので、窒化物半導体で構成する場合の効果は特に大きい。【００３３】
次に、図１０は、ｎ電極１１を図示していないが、図１の断面を示したものであり、図の破線の矢印は、電流注入領域からのキャリアの流れを模式的に示している。ここで、
電流注入領域から注入されたキャリアの流れは、図の破線の矢印で示されるように、活性層４に向かって拡がりを形成する。ここで、リッジストライプ部Ｄの高さＨの範囲は、３μｍ≧Ｈ≧０．４μｍとすることが望ましい。高さＨの下限を上記のようにするのは、高さが低すぎると、リッジストライプ部Ｄで光の導波が行われにくくなるためである。一方、高さＨの上限を上記のようにするのは、高さを大きくしすぎると、コストが増大するとともに、生産性が落ちるためである。【００３４】
また、Ｗ１とＷ２の関係については、（Ｗ１−Ｗ２）≧０．２×Ｗ２、すなわちＷ１≧１．２×Ｗ２であることが好ましい。これは、図１０に示すキャリアの拡がりが、電流注入領域の横幅Ｗ２の０．１倍程度ずつ左右にそれぞれ拡がる傾向があるからである。したがって、活性層４の発光領域は、１．２×Ｗ２程度になると考えられ、これらの光をリッジストライプ部Ｄに取り込んで導波させるために、上記のようにＷ１に余裕を持たせるのが好ましい。なお、上記のような場合を想定して、絶縁膜７は、活性層４からの発光波長に対して透明で、吸収や反射の少ない材料で構成するのが良い。【００３５】
次に、図１の半導体発光素子の製造方法を図２〜図６を参照しつつ以下に説明する。まず、成長用基板としてＧａＮ基板１をＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長）装置に入れ、水素ガスを流しながら、１０５０℃程度まで温度を上げ、ＧａＮ基板１をサーマルクリーニングする。温度をそのまま維持して、Ｎ原料として用いる反応ガス、例えばＮＨ３と、Ｇａの原料ガス、例えば、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）を供給し、ｎ型ドーパントガスとしてシラン（ＳｉＨ４）を供給してｎ型ＧａＮ層２を５μｍ程度成長させる。【００３６】
その後、Ａｌ原子の原料ガスであるトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）も供給して、ｎ型ＡｌＧａＮ層３を０．５μｍ程度成長させる。次に、ＴＭＧａ、ＴＭＡ、シランの供給を停止し、アンモニアと水素の混合雰囲気中で基板温度を７００℃〜８００℃の間に下げて、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）を供給して、活性層４のアンドープＧａＮからなる障壁層を積層し、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）を供給して、ＩｎＧａＮ井戸層を積層する。そして、ＧａＮ障壁層とＩｎＧａＮ井戸層との繰り返しにより多重量子井戸構造とする。活性層４は、例えば０．１μｍ程度成長させる。【００３７】
活性層４成長後、成長温度を１０２０℃〜１０４０℃に上昇させて、Ｇａ原子の原料ガスであるトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、窒素原子の原料ガスであるアンモニア（ＮＨ３）、Ａｌ原子の原料ガスであるトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、ｐ型不純物Ｍｇのドーパント材料であるＣＰ２Ｍｇ（ビスシクロペンタジエチルマグネシウム）を供給し、ｐ型ＡｌＧａＮ層５を例えば０．１５μｍ成長させる。次に、成長温度はそのままにし、ＴＭＡの供給は停止して、ｐ型ＧａＮ層６を例えば０．１μｍ程度成長させる。このようにして、図２のように、ＧａＮ基板１〜ｐ型ＧａＮ層６までが積層された積層体が形成される。【００３８】
ここで、従来構造とは異なり、ｐ型ＧａＮ系半導体層をドライエッチング加工して、リッジストライプ構造を作製する必要がない。また、ｐ型ＧａＮ系半導体層は、クラッド層やコンタクト層の役割を果たすように形成するだけで良いので、ｐ型ＧａＮ系半導体層の合計膜厚は、０．３μｍ以下とすることができる。本実施例では、ｐ型ＧａＮ系半導体層としては、ｐ型ＡｌＧａＮ層５とｐ型ＧａＮ層６とが該当し、その合計膜厚は、上記より、０．２５μｍである。【００３９】
なお、各半導体層の製造については、キャリアガスの水素又は窒素とともに、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、アンモニア（ＮＨ３）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）などの各半導体層の成分に対応する反応ガス、ｎ型にする場合のドーパントガスとしてのシラン（ＳｉＨ４）、ｐ型にする場合のドーパントガスとしてのＣＰ２Ｍｇ（シクロペンタジエニルマグネシウム）等の必要なガスを供給して、７００℃〜１２００℃程度の範囲で順次成長させることにより、所望の組成で、所望の導電型の半導体層を、必要な厚さに形成することができる。【００４０】
次に、プラズマＣＶＤ法を用いて、絶縁膜７としてＳｉＯ２を膜厚２０００Å程度、ｐ型ＧａＮ層６上に形成する。フォトリソグラフィー技術を用い、幅Ｗ２が１μｍ、ストライプ方向の長さ１ｍｍとなる長方形領域のＳｉＯ２をバッファードフッ酸によりウエットエッチングを行い、電流注入領域を形成する。そして、図３のように、例えば、１μｍ×１ｍｍの長方形領域が取り除かれた絶縁膜７が形成される。【００４１】
その後、レーザデポジション又はＥＢ（電子ビーム）デポジションにより、透明電極８としてＺｎＯを積層する。透明電極８は、絶縁膜７が取り除かれている領域で、ｐ型ＧａＮ層６と接触し、その他の領域では絶縁膜７上に形成される。ＺｎＯは、特にＧａＮ系半導体とオーミック接触性が良く、ｐ型ＧａＮ層６にオーミック接触させることができる。透明電極８上にプラズマＣＶＤにより、ＳｉＯ２等の透明材料９１を２μｍ程度の膜厚に形成する。そして、図４のような積層構造を得る。【００４２】
次に、図５に示すように、金属膜２０を透明材料９１上に形成する。この金属膜２０には、例えばＮｉ（ニッケル）を用いる。フォトリソグラフィー技術を用い、絶縁膜７の開口部の幅Ｗ２と同じか、それよりもＮｉの横幅が大きくなるように、ストライプ状に形成する。本実施例では、Ｎｉの横幅は２μｍとして、幅Ｗ２よりも大きくした。ストライプ方向の長さは１ｍｍとし、蒸着により作製する。【００４３】
その後、金属膜２０をマスクとし、ドライエッチングを用いて、透明材料９１をメサエッチングし、リッジストライプ形状を形成すると、図６のように、透明膜９からなるリッジストライプ部が形成される。また、透明電極８の両端の一部をエッチングにより除去する。【００４４】
ここで、図１のように、透明電極８上にｐ電極１０を作製する場合は、金属膜２０を取り除き、ｐ電極１０として、例えばＴｉ／Ａｕの金属多層膜を、各膜厚５００Å／８０００Åで蒸着又はスパッタにより形成する。一方、ｎ電極１１は、例えばＴｉ／Ａｌの金属多層膜を、各膜厚５００Å／８０００Åで蒸着又はスパッタにより形成する。【００４５】
他方、ｐ電極１０については、図７のように構成することもできる。図７では、金属膜２０を残したまま、リッジストライプ部の上面から側面、及び透明電極８の上面に渡り、端面Ｄ１、Ｄ２は除いて形成する。この場合の、ｐ電極１０及びｎ電極１１の材料や膜厚については、上述した図１の場合の構成と同じにすることができる。【００４６】
図１、７に示されるように、透明電極８上のうち、リッジストライプ部Ｄを構成している透明膜９が形成されていない領域に、少なくともｐ側電極のｐ電極１０が接して形成されている。言い換えると、リッジストライプ部Ｄを挟んで両側に露出した透明電極８上の片側表面の少なくとも一部に、ｐ電極１０が接して形成される。しかし、図１と図７とを比較すると、図７はリッジストライプ部Ｄを挟んで左右の透明電極８上に全面に渡って接触してｐ電極１０が作製されている。したがって、以下のようなことが言える。図７では、電流注入領域Ｗ２において、電流密度が左右対称になるが、図１では、左右対称にならない可能性があり、レーザ特性に影響を与える可能性がある。【００４７】
また、透明電極８とｐ電極１０との間のコンタクト抵抗が低くならない場合、図７は図１よりも、透明電極８とｐ電極１０との接触面積が大きくなるので、図７の構成の方が動作電圧が低くなる可能性がある。ｐ電極１０からの放熱がデバイス全体の中で割合が多ければ、図７の方が放熱性が良くなる。【００４８】
ところで、図１や図７のようなリッジストライプ部を有するレーザ素子が、共通の基板に多数形成されている場合には、これをへき開等により、チップ化する。【００４９】
以上のように作製された窒化物半導体レーザ素子を上面から見た平面図を図８に示す。図８（ａ）は、ｐ電極１０を取り除いた状態で、図１又は図７を上方向から見た平面図である。ｐ電極から透明電極８を介して電流が注入されるが、半導体レーザチップ端面での放熱性は一般的に悪く、図８（ａ）のように、透明電極８が共振器を構成する端面Ｄ１及びＤ２までいっぱいに形成されていると、端面にも電流が流れて発熱する。この熱による融解やＣＯＤ（Catastrophic Optical Damage）破壊が発生しやすくなり、端面劣化が発生する可能性がある。端面劣化は端面反射率を低下させ、レーザ動作を不可能にする場合もある。【００５０】
そこで、図８（ｂ）のように、透明電極８ｂを端面Ｄ１、Ｄ２から後退させ、一定のスペースを持たせて形成するようにしても良い。このようにすれば、スペースが開いた端面領域には、電流が流れなくなるので、熱の発生を抑えることができ、端面劣化を防止することができる。【００５１】
なお、本発明は上述の実施形態に限るものではなく、図１１に示す構成としても良い。図６は、図１の半導体発光素子の一製造工程を示す図であるが、図６の工程図に対応する構成として図１１を示している。例えば、図６の絶縁膜７の替わりに、ｐ型ＧａＮ層１６の一部をプラズマイオン衝撃によってｎ型ＧａＮ層１７に反転形成し、透明電極１８をｎ型ＧａＮ層１７表面及びｐ型ＧａＮ層１６表面に渡って積層する。このように、ｎｐ接合を作製し、電流狭窄を行うようにしても良い。また、他の方法として、図示しないマスクを用いてｐ型ＧａＮ層１６の電流注入領域に相当する部分を覆い、例えばＳｉ等のｎ型不純物をｐ型ＧａＮ層１６の一部にイオン注入することにより、ｎ型ＧａＮ層１７を作製して電流狭窄を行うようにしても良い。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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