(57)【要約】【課題】埋め込み膜としての屈折率を満足させながら、面内及び膜厚方向において均一な組成の良好な膜を得ることができるとともに、ｐ電極との剥がれを防止して、高品質の窒化物半導体レーザ素子を得ることを目的とする。【解決手段】第１及び第２窒化物半導体層に挟まれた活性層を有し、前記第２窒化物半導体層上に埋め込み膜を介して電極が形成されて構成される窒化物半導体レーザ素子であって、前記埋め込み膜が、前記第２窒化物半導体層側から表面側にかけて（１）屈折率が、（２）酸素比率が、（３）密度が及び／又は（４）表面粗さが変化してなる窒化物半導体レーザ素子。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１窒化物半導体層、活性層及び第２窒化物半導体層がこの順に積層され、該第２窒化物半導体層上に埋め込み膜を一部に介して電極が形成されて構成される窒化物半導体レーザ素子であって、
前記埋め込み膜が、前記第２窒化物半導体層側から表面側にかけて屈折率が変化してなることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項２】
埋め込み膜の屈折率が、第２窒化物半導体層側に対して表面側が大きい請求項１に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項３】
第２窒化物半導体層側の埋め込み膜の屈折率が２．２０以下、表面側の埋め込み膜の屈折率が２．２０より大きい請求項１又は２に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項４】
第１窒化物半導体層、活性層及び第２窒化物半導体層がこの順に積層され、該第２窒化物半導体層上に埋め込み膜を一部に介して電極が形成されて構成される窒化物半導体レーザ素子であって、
前記埋め込み膜が、前記第２窒化物半導体層側から表面側にかけて酸素比率が変化してなることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項５】
埋め込み膜の酸素比率が、第２窒化物半導体層側に対して表面側が小さい請求項４に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項６】
第１窒化物半導体層、活性層及び第２窒化物半導体層がこの順に積層され、該第２窒化物半導体層上に埋め込み膜を一部に介して電極が形成されて構成される窒化物半導体レーザ素子であって、
前記埋め込み膜が、前記第２窒化物半導体層側から表面側にかけて密度が変化してなることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項７】
埋め込み膜の密度が、第２窒化物半導体層側に対して表面側が大きい請求項６に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項８】
第１窒化物半導体層、活性層及び第２窒化物半導体層がこの順に積層され、該第２窒化物半導体層上に埋め込み膜を一部に介して電極が形成されて構成される窒化物半導体レーザ素子であって、
前記埋め込み膜が、少なくとも２層で形成され、前記第２窒化物半導体層側の層と表面側の層との表面粗さが異なることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項９】
埋め込み膜の最表面側の層の表面が、埋め込み層の中で最も平坦である請求項８に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１０】
埋め込み膜が、単層で構成されてなる請求項１〜７のいずれか１つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１１】
埋め込み膜が、２層以上の積層構造の膜で構成されてなる請求項１〜７のいずれか１つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１２】
埋め込み膜が、少なくとも第２窒化物半導体層側において酸素を含む請求項１〜１１のいずれか１つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１３】
埋め込み膜が、少なくとも第２窒化物半導体層側において酸化物からなる請求項１〜１１のいずれか１つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１４】
埋め込み膜が、酸素とジルコニウムとからなる請求項１〜１３のいずれか１つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１５】
第２窒化物半導体層の表面にリッジが形成されてなる請求項１〜１４のいずれか１つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
今日、窒化物半導体を用いた半導体レーザは、紫外域から赤色に至るまで、幅広い波長域での発振が可能と考えられ、その応用範囲は、ＤＶＤなど、大容量・高密度の情報記録・再生録画が可能な光ディスクシステムへの利用にとどまらず、レーザプリンタ、光ネットワークなどの光源等として期待されている。
窒化物半導体レーザ素子は、例えば、基板上に、ｎ型窒化物半導体層、活性層、ｐ型窒化物半導体層がこの順に積層され、ｎ型及びｐ型窒化物半導体層に、それぞれ電極が形成されて構成されている。
【０００２】
また、このような積層構造のレーザ素子では、ｐ型窒化物半導体層表面にストライプ状のリッジが形成されており、さらに、リッジの両側のｐ型窒化物半導体層の露出面に、埋め込み膜が形成されている。これによって実効屈折率型の導波路構造とすることができる。
このように、リッジを形成することにより、さらにその両側に埋め込み膜を形成することにより、リッジ直下の導波路領域と、このリッジ両側直下の領域とにおける実効的な屈折率分布を確保し、光の閉じ込めを最適化し、横モードの制御を行うとともに、閾値の制御をも行っている。
また、ストライプ状の導波路構造を有するものとしては、上記のようなリッジを設けずに、平坦なｐ型窒化物半導体層表面にストライプ状の電極を設けたり、あるいはストライプ状の開口部を有する絶縁膜（埋込膜）を形成してその上に電極を設けることとで、電流注入領域をストライプ状に制御するもの、さらには半導体層中に電流狭窄層を設けるもの等があげられる。これらは表面にリッジを設けていないことでチップ化時の歩留まり等が優れており、また、リッジ形成工程がないので工程数も少ない等のメリットがある。
【０００３】
なお、埋め込み膜としては、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＨｆＯ2、ＣｅＯ2、Ｉｎ2Ｏ3、Ｎｄ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｎＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＺｎＯ等の誘電体膜が用いられている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平１０−２７０７９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示すような誘電体膜は、通常、各物質に固有の屈折率を有している。そのため、埋め込み膜として所望の屈折率を得るために、適切な材料を組み合わせて用いることなどが行われている。しかし、屈折率を満足させる材料を選択したとしても、その成膜方法や物理的な性質により、レーザ素子の埋め込み膜として十分に機能させることができないことがある。
【０００５】
つまり、上述した誘電体膜は、通常スパッタ法等で形成され、ターゲット表面で酸素と反応させながら酸化物として成膜される。しかし、ターゲット面内に酸素と反応しやすい部分と反応しにくい部分が存在するため、成膜された埋め込み膜においては、面内方向又は膜厚方向で、均一な酸化物が形成されない場合がある。これにより、埋め込み膜として適当な屈折率を得ることができず、光閉じ込め等の制御ができなくなる。
【０００６】
また、レーザ素子にリッジが形成されている場合のみならず、リッジが形成されていない場合、すなわち、絶縁膜（埋込膜）にストライプ状の開口部を設けて半導体層から埋込膜上に渡って電極を形成する場合においても、材料によっては、その上に形成されるｐ電極との密着性が悪く、電極の剥がれを生じさせ、製品の歩留まりが低下するという問題もある。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、埋め込み膜としての屈折率を満足させながら、面内及び膜厚方向において所望の機能を有する膜を得ることができるとともに、ｐ電極との剥がれを防止して、高品質の窒化物半導体レーザ素子を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の窒化物半導体レーザ素子は、第１窒化物半導体層、活性層及び第２窒化物半導体層がこの順に積層され、該第２窒化物半導体層上に埋め込み膜を介して電極が形成されて構成される窒化物半導体レーザ素子であって、前記埋め込み膜が、前記第２窒化物半導体層側から表面側にかけて（１）屈折率が、（２）酸素比率が及び／又は（３）密度が変化してなることを特徴とする。あるいは、埋め込み膜が、少なくとも２層で形成され、前記第２窒化物半導体層側の層と表面側の層との表面粗さが異なることを特徴とする。
【０００９】
上記窒化物半導体レーザ素子においては、埋め込み膜の屈折率が第２窒化物半導体層側に対して表面側が大きいか、埋め込み膜の酸素比率が第２窒化物半導体層側に対して表面側が小さいか、埋め込み膜の密度が第２窒化物半導体層側に対して表面側が大きいか、及び／又は、（埋め込み膜が２層以上の積層膜の場合）埋め込み膜の最表面側の層の表面が、埋め込み層の中で最も平坦、言い換えると、表面粗さが小さいことが好ましい。
【００１０】
特に、第２窒化物半導体層側の埋め込み膜の屈折率が２．２０以下、表面側の埋め込み膜の屈折率が２．２０より大きいことがより好ましい。
また、埋め込み膜は、単層で構成されていてもよいし、２層以上の積層構造の膜で構成されていてもよい。
さらに、埋め込み膜は、少なくとも第２窒化物半導体層側において酸素を含むか、酸化物から構成されており、特に、酸素とジルコニウムとからなることが好ましい。
また、上記窒化物半導体レーザ素子においては、第２窒化物半導体層の表面にリッジが形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の窒化物半導体レーザ素子によれば、屈折率、酸素比率、密度又は表面粗さが膜厚方向において変化することにより、埋め込み膜の表面側、つまり、電極と接触する側において、非常に質の良好な膜を配置することができるために、電極との密着性をより強固にすることができる。これにより、電極の剥がれを防止することができ、歩留まりのよい製品を、高品質で提供することが可能となる。
また、埋め込み膜が２層以上の積層構造で形成される場合には、所望の屈折率を得るなど、所望の膜質を確保しながら、埋め込み膜自体の膜厚を制御することが可能となり、窒化物半導体レーザ素子の設計が容易となる。
特に、埋め込み膜が、酸素及びジルコニウムという同じ構成元素で形成されている場合には、異なる材料が接触する界面がないために、積層膜内部における密着性が良好となり、屈折率及び電極との密着性の双方を満足させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の窒化物半導体レーザ素子は、典型的には、第１窒化物半導体層、活性層及び第２窒化物半導体層がこの順に積層され、第２窒化物半導体層上に埋め込み膜を一部に介して電極が形成されて構成される窒化物半導体レーザ素子である。
ここで埋め込み膜としては、得ようとする特性に応じて適宜その材料を選択することができる。例えば、少なくとも酸素を含有する膜であってもよいし、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｅ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｚｎ、Ｓi、Ａｌ、Ｈｆ等の金属を含有する膜であってもよい。さらに、酸素とこれら金属とを含有する膜であってもよい。具体的には、これら金属等の酸化物膜が好適に用いられる。なかでも、膜厚方向において、構成元素が同じ又は同一のものを含み、その組成比などが異なるものであることが好ましい。例えば、酸素とジルコニウムとを有する膜（以下「酸化ジルコニウム」と称する）がその一部に含まれているものが好ましく、埋め込み膜全体が、酸素とジルコニウムとから構成されているものがより好ましい。
【００１３】
本発明の埋め込み膜は、第２窒化物半導体層側から表面側（つまり電極側）にかけて、言い換えると膜厚方向において、（１）屈折率が、（２）酸素比率が、（３）密度が及び／又は（４）表面粗さが変化している膜である。なお、これらの１つのみが変化しているものであってもよいし、２つ以上が変化しているものであってもよいし、全てが変化しているものであってもよい。さらに、埋め込み膜を構成する材料において粒子の大きさが変化している膜であってもよい。
【００１４】
本発明において「第２窒化物半導体層側から表面側にかけて変化する」とは、徐々に変化してもよいし、段階的に変化してもよいし、大きくなるように変化してもよいし、小さくなるように変化してもよいし、大小がランダムに変化してもよい。また、徐々の変化であろうが、段階的な変化であろうが、いずれの場合においても、埋め込み膜自体は、単一の層で形成されていてもよいし、２層以上の膜が積層されて形成されていてもよい。なかでも、構成元素の異なる又は同じ２層以上の積層膜によって形成されることが好ましい。
【００１５】
この変化によって、埋め込み膜としての機能を種々の機能を損なうことなく、十分に発揮させながら、電極との密着性を確保し、より向上させることを意図する。
例えば、最表面の膜（単層膜の最表面領域及び積層膜の最表面側の膜の双方を含む、以下同じ）は、その直下に位置する膜よりも大きい屈折率を有する膜が配置されてなる。言い換えると、最上層の直下には、最上層よりも小さい屈折率を有する膜が配置されていることが好ましい。例えば、最上層の膜の屈折率は、２．２０よりも大きい、２．２１以上、２．２２以上、２．２３以上の膜であることが適当である。また、第２窒化物半導体側の膜が２．２０以下の屈折率であることが適当である。
【００１６】
なお、屈折率は、エリプソメトリーを利用した分光エリプソメータにより測定することができる。具体的には、Ｊ．Ａ．ＷＯＯＬＬＡＭ社製のＨＳ−１９０等を用いることができる。
例えば、少なくとも２層の積層膜からなる場合は、少なくとも２層の膜の屈折率が異なることが適当である。下層膜が上層膜よりも屈折率が小さく設定されてなることが好ましく、さらに、下層膜の屈折率が２．２０以下、２．１５以下、２．１０以下、２．０５以下、２．００以下、上層膜の屈折率２．２０より大きい、２．２１以上、２．２２以上、２．２３以上であることがより好ましい。なお、この上下層膜の屈折率は、上下膜を積層させた状態で各膜の屈折率を別々に測定した値である。
【００１７】
あるいは、最表面の膜は、その直下に位置する膜と異なる酸素比率を有する膜が配置されてなる。
例えば、埋め込み膜が少なくとも２層の膜で形成されている場合には、少なくとも２層の膜の酸素の比率が異なることが適当であり、さらに、下層膜が上層膜よりも酸素の比率が大きく設定されてなることが好ましい。ここで酸素の比率が異なるとは、各膜における全元素数に対する酸素元素数の比が若干であっても異なることを意味する。各元素数は、オージェ電子分光法等を利用して測定することができる。
【００１８】
また、別の観点から、特に、埋め込み膜が２層以上の積層構造の場合、最表面の膜は、その直下に位置する膜と異なる表面粗さを有する膜が配置されてなる。
例えば、下層膜が上層膜（最表面側の層）よりも表面粗さが粗く設定されてなる、言い換えると、最表面側の層の表面が、埋め込み層の中で最も平坦であることが好ましい。なお、表面粗さは、分光エリプソメータを利用したラフネスとして、あるいは原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）等を利用して測定することができる。
【００１９】
さらに、別の観点から、最表面の膜は、その直下に位置する膜と異なる密度を有する膜が配置されてなる。
例えば、埋め込み膜が少なくとも２層の膜で形成されている場合には、密度が異なることが適当であり、下層膜が上層膜よりも密度が小さく形成されてなることが好ましい。
また、最表面の膜は、その直下に位置する膜と異なる結晶構造又は結晶粒の大きさを有する膜が配置されてなる。
【００２０】
例えば、埋め込み膜が少なくとも２層の膜で形成されている場合には、結晶構造又は結晶粒の大きさが異なることが適当であり、下層膜が上層膜よりも結晶粒が小さく形成されてなるか、緻密でない（粗である）結晶構造で形成されてなることが好ましい。
密度、結晶構造又は結晶粒の大きさは、例えば、断面を透過電子顕微鏡法（ＴＥＭ）により観察する方法、走査型電子顕微鏡法（ＳＥＭ）により観察する方法、電子回折パターン又はＸ線回折パターン等を測定する方法、超薄膜評価装置で観察する方法等によって測定することができる。
【００２１】
埋め込み膜は、当該分野で公知の方法によって形成することができる。例えば、蒸着法、スパッタ法、反応性スパッタ法、イオンビームアシスト蒸着法、イオンプレーティング法、レーザアブレーション法、ＣＶＤ法、スプレー法、スピンコート法、ディップ法又はこれらの方法の２種以上を組み合わせる方法、あるいはこれらの方法と酸化処理（熱処理）とを組み合わせる方法等、種々の方法を利用することができる。また、埋め込み膜を単一層とする場合には、１つの成膜方法で、その成膜条件を異ならせるなどして、屈折率等を変化させることができる。
【００２２】
具体的には、埋め込み膜（例えば、酸化ジルコニウム）を成膜する際に、下層膜をスパッタ法で、上層膜を蒸着法で形成するなど、上下膜において異なる成膜方法を採用する方法が挙げられる。この際、まず、酸化ジルコニウムからなるターゲットを用いたスパッタ法で成膜し、その後、ジルコニウム膜を蒸着法により成膜し、その途中又は後に熱処理を行ってもよいし、ジルコニウム膜を各方法で形成した後に、熱処理を行って酸化ジルコニウム膜としてもよい。また、各方法での成膜時に徐々に又は急激に真空度を変えてもよいし（例えば、０．０１〜２．０ｐａ程度の範囲内で）、徐々に又は急激に基板温度を変えてもよいし（例えば、４００〜１２００℃程度の範囲内で）。
【００２３】
スパッタ法で埋め込み膜を形成する際、ターゲットとして酸化ジルコニウム又はジルコニウムを用い、スパッタガスとして酸素分圧の大きいガス（１×１０−３〜１×１０−２Ｐａ程度）から、徐々に又は急激に酸素分圧の小さい（１×１０−５〜１×１０−３Ｐａ程度）又はゼロのガスに切り替える方法、ターゲットとして酸化ジルコニウム又はジルコニウムを用い、成膜レートを徐々に又は急激に低下させか、ＲＦパワーを徐々に又は急激に低下（低下させる範囲が５０〜５００Ｗ程度）させるか、あるいはターゲットと基板との距離を徐々に又は急激に変化させる（変化させる範囲が元の距離の０．２〜３倍程度）方法、ターゲットとして酸化ジルコニウム又はジルコニウムを用いて成膜する際に圧力を徐々に又は急激に低下させる（低下させる圧力範囲が０．１〜２．０ｐａ程度）方法等が挙げられる。さらに、スパッタ法で埋め込み膜を形成する際、基板の温度を徐々に又は急激に上昇または低下させる（変化させる温度範囲が５０〜５００℃程度）方法が挙げられる。なお、この後、任意に熱処理を行ってもよい。
【００２４】
また、イオンプレーティング法により酸化ジルコニウムを成膜する際に、成膜途中から、酸素ガスをプラズマ化させてこの酸素プラズマをジルコニウム膜中に取り込ませて成膜する方法、ＣＶＤ法により成膜する際に、酸素ガス又は原料酸素含有ガスの流量を制御する方法が挙げられる。
加えて、ジルコニウム膜を途中まで形成した後、熱処理し、引き続き成膜して熱処理するなどの多段階での熱処理を利用してもよい。
【００２５】
なお、熱処理の方法としては、例えばランプアニール処理、加熱炉によるアニール処理、水蒸気酸化などがある。また、ジルコニウム膜を成膜した後の酸化処理として、電子線照射、イオン銃を用いて酸素イオンを照射する方法、レーザアブレーションを利用してもよい。熱処理及び酸化処理の程度は、得ようとする材料、膜厚等によって適宜調整することができる。
【００２６】
さらに、これらの方法を任意に組み合わせてもよい。
なかでも、ジルコニウム膜を形成した後、成膜されたジルコニウム膜に酸素を含有させる方法（具体的には、熱酸化）が好ましい。これにより、得られた酸化ジルコニウムの面内方向での酸素（酸化）のばらつきを防止することができ、面内方向において均一な組成の膜を形成することができる。
【００２７】
なお、埋め込み膜の成膜初期における第２窒化物半導体層表面のダメージを最小限に止めるために、埋め込み膜の種類にかかわらず、成膜初期は、緩和な条件で成膜することが好ましい。例えば、スパッタ法を用いる場合には、成膜レートを小さく設定するか、ＲＦパワーを小さく設定するなどが例示される。この成膜初期の緩和な条件での成膜は、例えば、１００Å程度以下の膜厚で行うことが適当である。
【００２８】
埋め込み膜の膜厚は、用いる材料及び成膜方法などによって適宜調整することができ、例えば、酸化ジルコニウム膜のみで形成される場合には０．０１〜１μｍ程度、最上層に配置される場合には、０．０１〜１μｍ程度（少なくとも２層で形成される最上層の場合も含む）、少なくとも２層で形成される場合の総膜厚０．０１〜１μｍ程度が挙げられる。また、別の観点から、リッジが形成されている場合には、リッジの高さよりも低い膜厚とすることができる。なお、リッジが形成されている場合、埋め込み膜はリッジ側面にも形成されており、リッジ両脇のｐ型半導体層露出面上に形成される埋め込み膜とは膜厚が異なっている。上記の膜厚は、ｐ型半導体層露出面上に形成された埋め込み膜の膜厚を指しており、リッジ側面はそれよりもやや薄い膜厚となる。
【００２９】
埋め込み膜は、後述する第２窒化物半導体層上であって、第２窒化物半導体層と、後述する電極とが直接接触して、電気的な接続をとる領域以外の領域に形成される。第２窒化物半導体層と電極との接続領域としては、特にその位置、大きさ、形状等は限定されず、第２窒化物半導体層の表面の一部、例えば、第２窒化物半導体層の表面に形成されるストライプ状のリッジ上面のほぼ全面が例示される。
【００３０】
埋め込み膜と接触して、電気的な接続を得る電極としては、通常、電極として用いることができる材料、膜厚、形状のものの全てを例示することができる。例えば、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、ランタン（Ｌａ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、イットリウム（Ｙ）等の金属、合金；ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２等の導電性酸化物等の単層膜又は積層膜等が挙げられる。なかでも、抵抗が低いものが好ましく、具体的には、Ｎｉ−Ａｕ系、Ｎｉ−Ａｕ−Ｐｔ系、Ｐｄ−Ｐｔ系、Ｎｉ−Ｐｔ系の電極材料、また、上述の電極とは異なる電極として、Ｔｉ−Ａｌ系、Ｖ−Ｐｔ、Ｖ−Ｐｔ−Ａｕ系、Ｔｉ−Ａｌ−Ｔｉ−Ｐｔ系、Ｗ−Ａｌ−Ｗ系、Ｔｉ−Ｍｏ−Ｔｉ−Ｐｔ系の電極材料等が挙げられる。これら電極は、例えば、１００ｎｍ〜１０μｍ程度の膜厚で形成することができる。
【００３１】
なお、電極材料としては、埋め込み膜上のほぼ全面に渡って形成する場合には、特に光の吸収膜として機能するものを選択してもよい。これにより、埋め込み膜だけでは完全に閉じ込めることができない、いわゆるしみだし光を吸収膜で吸収させることができる。これにより、良好なＦＦＰを有するレーザ光を得ることができる。
本発明の窒化物半導体レーザ素子は、通常、基板の上に、第１窒化物半導体層、活性層及び第２窒化物半導体層がこの順に積層されて形成される。
【００３２】
ここで用いることができる基板としては、窒化物半導体と異なる異種基板を用いてもよいし、窒化物半導体基板を用いてもよい。異種基板としては、例えば、Ｃ面、Ｒ面及びＡ面のいずれかを主面とするサファイア、スピネル（ＭｇＡ１２Ｏ４）のような絶縁性基板、ＳｉＣ（６Ｈ、４Ｈ、３Ｃを含む）、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、Ｓｉ及び窒化物半導体と格子整合する酸化物基板等、窒化物半導体を成長させることが可能で、従来から知られている基板材料を用いることができる。なかでも、サファイア、スピネルが挙げられる。
【００３３】
異種基板を用いる場合には、（１）窒化物半導体（例えば、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ等、好ましくはＧａＮ）からなるバッファ層（低温成長層）及び下地層、（２）ＥＬＯＧ(Epitaxially Laterally Overgrowth)成長させた窒化物半導体層、（３）開口部が形成された窒化物半導体層の開口部側面から横方向へ成長させた窒化物半導体層、（４）光照射等を利用して選択成長させた窒化物半導体層等の１種又は２種以上が組み合わせられて形成された積層構造を形成させることが好ましい。つまり、窒化物半導体のラテラル成長又は選択成長を利用した窒化物半導体層が形成されていることが好ましい。これにより、その上に形成される窒化物半導体層の結晶性が良好となる。
【００３４】
ＥＬＯＧ成長させた窒化物半導体層としては、例えば、異種基板上に、窒化物半導体層を成長させ、その表面に窒化物半導体の成長が困難な保護膜によるマスク領域と非マスク領域とを、ストライプ状、島状、格子状等で設け、その非マスク領域から窒化物半導体を成長させることで、膜厚方向への成長に加えて、横方向へも成長し、マスク領域上に窒化物半導体が成長した層等が挙げられる。この場合に用いる保護膜としては、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯX）、酸化チタン（ＴｉＯX）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯX）等の酸化物、窒化ケイ素（ＳｉXＮY）、窒化チタン等の窒化物、窒化酸化ケイ素、またはこれらの多層膜の他、タングステン、チタン、タンタル等の１２００℃以上の融点を有する高融点金属等が挙げられる。
【００３５】
なお、異種基板を用いる場合には、異種基板上に素子構造形成前の下地となる窒化物半導体層を成長させた後、異種基板を研磨などの方法により除去して、窒化物半導体の単体基板としてもよく、素子構造形成中又は後に、異種基板を除去してもよい。
窒化物半導体基板としては、上述した窒化物半導体からなる基板が挙げられる。
また、ＧａＮ基板は、少なくともその表面部分において、結晶欠陥が、例えば、１×１０7ｃｍ-2程度以下、好ましくは１×１０6ｃｍ-2程度と少ないか、部分的に少ない領域を有しているものが適当である。さらに、０．０１〜０．３°程度のオフアングル角、さらにステップ状のオフアングル角を有しているものであってもよい。これにより、素子を構成するｎ型及びｐ型窒化物半導体層、活性層の内部において、微細なクラックの発生を防止することができる。さらに、基板又はその上に形成されるバッファ層等の窒化物半導体層は、例えば、１×１０１６〜５×１０２１ｃｍ−３程度の範囲でｎ型不純物（例えば、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｃ、Ｔｉ等）が含有されていてもよい。
【００３６】
基板上に形成される第１窒化物半導体層、活性層及び第２窒化物半導体層のうち、第１及び第２窒化物半導体層は、例えば、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ、ＩｎＮ等のIII−Ｖ族窒化物半導体層が挙げられる。なかでも、Ａｌを含む窒化物半導体層が適当である。具体的にはＩｎｙＡｌｚＧａ１−ｙ−ｚＮ（０≦ｙ、０≦ｚ、ｙ＋ｚ≦１）、特に、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ＜１）等が好ましい。これらの半導体層は、単層、積層又は超格子構造のいずれでもよい。例えば、Ａｌを含む窒化物半導体層と、Ａｌを含む窒化物半導体層とは組成の異なる窒化物半導体層との超格子構造、具体的には、ＡｌａＧａ１−ａＮ（０＜ａ≦１）とＡｌｂＧａ１−ｂＮ（０≦ｂ＜１）との超格子構造が挙げられる。超格子構造を構成する場合には、例えば２種類の組成の異なる層が交互に積層される構造でもよいが、一方の層又は両方の層においてその組成及び／又は膜厚を変化させながら交互に積層される構造でもよい。
【００３７】
第１窒化物半導体層は、通常、クラッド層、このクラッド層と後述する活性層との間あるいはクラッド層の活性層とは反対側に、光ガイド層、クラック防止層、コンタクト層、キャップ層等が、第２窒化物半導体層は、クラッド層、後述する活性層とクラッド層との間あるいはクラッド層の活性層とは反対側に、電子閉込め層、光ガイド層、キャップ層、コンタクト層等が、１種又は２種以上組み合わせられて構成されていてもよい。
【００３８】
第１及び第２窒化物半導体層は、ＭＯＶＰＥ、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）、ＨＶＰＥ（ハライド気相成長法）、ＭＢＥ（分子線気相成長法）等、当該分野で公知の方法のいずれによっても形成することができる。窒化物半導体層は、ｐ型不純物（例えば、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｂａ等）又は上述したｎ型不純物がドーピングされることにより、ｎ型又はｐ型の導電性を有していてもよいし、アンドープであってもよい。ドーピング濃度は、例えば、１×１０１６〜５×１０２０ｃｍ−３程度が挙げられる。
【００３９】
活性層は、Ｉｎを含有する窒化物半導体層により形成されるものが適当であり、特に、ＩｎｓＡｌtＧａ1-ｓ-tＮ（０＜ｓ≦１、０≦ｔ＜１、０＜ｓ＋ｔ≦１）で表される窒化物半導体からなるものが好ましい。Ａｌを含有することにより、紫外域で発光させることができ、また長波長側においても発光させることができ、３６０〜５８０ｎｍ程度までの広い範囲での発光が可能となる。窒化物半導体は、ノンドープ、ｎ型不純物ドープ、ｐ型不純物ドープのいずれでもよいが、ノンドープ又はｎ型不純物ドープであることが好ましい。これにより、窒化物半導体素子において高出力化を図ることができる。
【００４０】
活性層は、単層、多層又は量子井戸（多重量子、単一量子井戸）構造のいずれで形成されていてもよい。量子井戸構造の場合には、Ｉｎを含む窒化物半導体が少なくとも井戸層に用いられる。多重量子井戸構造とすることで、出力の向上、発振閾値の低下などを図ることが可能となる。活性層の量子井戸構造としては、井戸層、障壁層を交互に積層したものを用いることができる。また、井戸層に挟まれた障壁層は、特に１層であるもの（井戸層／障壁層／井戸層）に限られず、２層又はそれ以上の層の障壁層を、「井戸層／障壁層（１）／障壁層（２）／障壁層（３）／・・・／井戸層」と、組成及び／又は不純物量等の異なる層として複数設けてもよい。また、活性層は、井戸層及び障壁層のいずれが最外層に配置されてもよい。
【００４１】
活性層の膜厚は、例えば、１００〜３０００Å程度が適当である。特に、量子井戸構造とする場合には、井戸層の膜厚及び井戸層の数は特に限定されないが、例えば、膜厚としては、１０〜３００Å程度の範囲とすることで、Ｖｆ、閾値電流密度を低減させることができる。井戸層数は１以上であることが適当であり、２とすることにより、閾値電流密度の低下、寿命特性の向上が認められる。障壁層の膜厚及び組成等は特に限定されないが、井戸層との間にバンドギャップエネルギー差が設けられ、井戸層よりもバンドギャップエネルギーが大きくなるように、井戸層よりＩｎ混晶比の低いＩｎを含む窒化物半導体又はＧａＮ、Ａｌを含む窒化物半導体などを用いることが好ましい。障壁層の膜厚としては、例えば、５００Å以下、好ましくは、１０〜３００Å程度の範囲が挙げられる。
【００４２】
第２窒化物半導体層は、その表面にリッジが形成されていなくてもよいが、リッジが形成されていることが好ましい。リッジは、活性層の内部において電流を狭窄するための領域、いわゆる導波路を規定するために設けられるものである。リッジの大きさ等は、特に限定されず、その底面側の幅が広く上面に近づくにつれてストライプ幅が小さくなる順メサ形状、逆にリッジの底面に近づくにつれてストライプの幅が小さくなる逆メサ形状、積層面に垂直な側面を有する形状であってもよいし、これらが組み合わされた形状でもよい。リッジの高さは、第２窒化物半導体層の膜厚によって適宜調整することができ、例えば、０．１〜２μｍ程度、さらに０．２〜１μｍ程度が挙げられる。リッジの幅は、例えば、０．１〜１０μｍ程度、さらに１〜７μｍ程度が適当であるが、長手方向（共振器方向）においてすべて同じでなくてもよい。
【００４３】
また、本発明の窒化物半導体レーザ素子は、第１窒化物半導体層にも電気的に接続される電極が形成されている。この電極としては、上述した電極材料と同様の材料により形成することができる。形成位置は、基板に対して第２窒化物半導体層上に形成された電極と同じ側（上側）であってもよいし、異なる側（下側）であってもよい。
さらに、レーザ素子は、ウェハから単位チップごとに分割されて用いられるが、基板裏面にスクライブ溝を形成し、窒化物半導体層側からブレーキングして、劈開することでバー状のレーザとすることができる。あるいは、ＲＩＥ等のエッチングによりバー状のレーザとしてもよい。窒化物半導体層の劈開面は、窒化物半導体のＭ面、Ａ面、Ｒ面等であることが適当であり、特にＭ面、（１−１００面）等であることが好ましく、この面が共振器面となる。また、窒化物半導体層のエッチング面は、Ｍ面等に限らず、どのような面であってもよい。なお、共振器面には、保護膜として機能する及び／又は反射率制御膜として機能する膜が形成されていることが好ましい。
【００４４】
例えば、高屈折率の材料としてＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＨｆＯ2、Ｓｃ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4又はＴｈＯ2の１種又は２種以上、低屈折率の材料としてＳｉＯ2、ＴｈＦ4、ＬａＦ3、ＭｇＦ2、ＬｉＦ、ＮａＦ又はＮａ3ＡｌＦ6の１種又は２種以上が挙げられ、これら高屈折率の材料と、低屈折率の材料とを適宜組み合わせて用いることが好ましい。この膜は、発振する波長に応じて数十Å〜数μｍの厚さで１層〜数十層積層することにより形成することができる。
【００４５】
以下、実施例として、図１に示すようなレーザ素子構造について説明する。
実施例１
まず、異種基板として、オフアングル角θ＝０．０２°、ステップ段差約２０オングストローム、テラス幅Ｗおよそ８００オングストロームであり、オリフラ面をＡ面とし、ステップがＡ面に垂直であるＣ面を主面としたサファイア基板１０１を用意する。
【００４６】
このサファイア基板１０１を反応容器内にセットし、温度を５１０℃にして、キャリアガスに水素、原料ガスにアンモニアとＴＭＧ（トリメチルガリウム）とを用い、サファイア基板１０１上にＧａＮよりなる低温成長のバッファ層を２００オングストロームの膜厚で成長させる。
その後、ＴＭＧのみ止めて、温度を１０５０℃まで上昇させ、１０５０℃になったら、原料ガスにＴＭＧ、アンモニアを用い、アンドープのＧａＮからなるＧａＮ層を２．５μｍの膜厚で成長させる。得られたＧａＮ層を、ストライプ幅４μｍ、窓部の幅１６μｍに加工する。その後、ストライプ形状に加工されたＧａＮ層上に、アンドープのＧａＮを２０μｍ程度成長させ、平坦化して、下地層１０２を形成する。
【００４７】
次に、下地層１０２の上に、温度を１１００℃にして、ＴＭＧ、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、アンモニアを用い、Ａｌ０．０２Ｇａ０．９８Ｎからなるバッファ層（図示せず）を０．５μｍの膜厚で成長させる。
得られたバッファ層の上に１１００℃でＳｉドープしたＡｌ０．０２Ｇａ０．９８Ｎよりなるｎ型コンタクト層１０３を４μｍの膜厚で成長させる。
【００４８】
次に、ＴＭＧ、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、アンモニアを用い、温度を９２０℃にしてＳｉを５×１０18／ｃｍ3ドープしたＩｎ０．１０Ｇａ０．９０Ｎよりなるクラック防止層１０４を０．１５μｍの膜厚で成長させる。
温度を１０００℃にして、アンドープのＡｌ０．０７Ｇａ０．９３ＮよりなるＡ層を２５Åの膜厚で成長させ、続いて、不純物ガスとしてシランガスを用い、Ｓｉを５×１０１８／ｃｍ３ドープしたＧａＮよりなるＢ層を２５Åの膜厚で成長させる。そして、Ａ層、Ｂ層を交互に積層する操作をそれぞれ４００回繰り返してＡ層とＢ層を積層し、総膜厚２μｍの多層膜（超格子構造）よりなるｎ型クラッド層１０５を成長させる。
【００４９】
なお、ｎ型クラッド層は超格子構造でなくてもよく、例えば、ＳｉドープのＡｌ０．０３５Ｇａ０．９６５Ｎ（膜厚２μｍ）で形成されていてもよい。
クラッド層１０５の上に、同様の温度で、ＧａＮからなる膜厚０．１５μｍのｎ型光ガイド層１０６を成長させる。
次に、温度を９７０℃にして、ＳｉドープのＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎよりなる障壁層（１４０Å）、アンドープのＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎよりなる井戸層（７０Å）、アンドープのＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎよりなる障壁層（１４０Å）をこの順に積層し、さらにこの上に、井戸層と障壁層とを１層ずつ積層し、量子井戸構造の活性層１０７を形成する。
【００５０】
活性層１０７の上に、同様の温度で、不純物ガスとしてＣｐ２Ｍｇ（シクロペンタジエニルマグネシウム）を用い、Ｍｇを１×１０１９／ｃｍ３ドープしたＡｌ０．２５Ｇａ０．７５Ｎよりなるｐ型電子閉込め層１０８を１０ｎｍの膜厚で成長させる。
温度を１０００℃にして、ＧａＮからなる膜厚０．１５μｍのｐ型光ガイド層１０９を成長させる。このｐ型光ガイド層１０９は、ｐ型電子閉込め層１０８、後述するｐ型クラッド層１１０等の隣接層からのＭｇの拡散により、Ｍｇがドープされるため、アンドープで形成しても、Ｍｇドープ層とできる。  
【００５１】
続いて、１０００℃でアンドープＡｌ０．１Ｇａ０．９ＮよりなるＡ層を２５Åの膜厚で成長させ、ＭｇドープＧａＮよりなるＢ層を２５Åの膜厚で成長させ、Ａ層、Ｂ層を交互に積層する操作を９０回繰り返して総膜厚０．４５μｍの超格子層よりなるｐ型クラッド層１１０を成長させる。
なお、ｐ型クラッド層は超格子構造でなくてもよく、例えば、ＭｇドープのＡｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ（膜厚０．４５μｍ）で形成されていてもよい。
【００５２】
最後に、１０００℃で、ｐ型クラッド層１１０の上に、Ｍｇを１×１０２０／ｃｍ３ドープしたｐ型ＧａＮよりなるｐ型コンタクト層１１１を１５０Åの膜厚で成長させる。ｐ型コンタクト層１１１は１×１０１７／ｃｍ３以上の高キャリア濃度とすることが望ましい。
反応容器内で、ウェハを窒素雰囲気中、７００℃でアニーリングを行い、ｐ型層をさらに低抵抗化する。
【００５３】
このようにして窒化物半導体を成長させて積層構造体を形成した後、ウェハを反応容器から取り出し、最上層のｐ型コンタクト層１１１から、ｐ型半導体層、活性層、ｎ型半導体層の一部を順次エッチングし、ｎ電極を形成するｎ型コンタクト層の表面を露出させる。また、この際、ｎ電極を形成する領域のみならず、ストライプ状の導波路領域に垂直な端面が露出するようにエッチングすることで、この面を共振器面とすることができる。この共振器面形成工程は、ｎ型コンタクト層露出時と同時に行ってもよく、あるいは別工程で行ってもよい。
【００５４】
次に、最上層のｐ型コンタクト層（上部コンタクト層）１１１のほぼ全面に、Ｓｉ酸化物（主として、ＳｉＯ２）よりなる第１の保護膜を０．５μｍの膜厚で形成し、この第１の保護膜をストライプ幅１．６μｍに加工する。続いて、第１の保護膜をマスクとして用いて、ｐ型コンタクト層１１１およびｐ型クラッド層１１０、ｐ型光ガイド層１０９の一部をエッチングして、ｐ型光ガイド層１０９の膜厚が０．１μｍとなる深さまでエッチングすることにより、リッジストライプを形成する。
【００５５】
第１の保護膜の上に、スパッタ装置を利用して、ジルコニウムからなるターゲットと、スパッタガスとしてアルゴンとを用い、ＲＦパワー１７０Ｗにて、７００Åの下層膜と、ＲＦパワーを１００Ｗにて、３００Åの上層膜とを形成し、得られた上下膜を酸素雰囲気下で、６００℃にて２０分間熱酸化した。
次に、ウェハをフッ酸に浸漬し、第１の保護膜をリフトオフ法により除去する。これにより、ｐ型コンタクト層１１１の上に設けられていた第１の保護膜が除去されて、ｐ型コンタクト層が露出され、リッジの両側及びｐ型光ガイド層１０９の上面に、酸化ジルコニウム２層の積層膜からなる埋め込み膜１６２を形成した。
【００５６】
得られた埋め込み膜１６２を分光エリプソメータ（Ｊ．Ａ．ＷＯＯＬＬＡＭ社製のＨＳ−１９０）で評価したところ、下層膜の屈折率は４００ｎｍの光に対して約１．９８、上層膜の屈折率は約２．２３であった。また、分光エリプソメータでのラフネス（表面粗さ）は、下層膜ではプラスの値が測定され、上層膜ではゼロが測定され、下層膜が上層膜よりも表面粗さが粗いことが確認された。さらに、ウェハ面内での酸素の分布が、酸化ジルコニウムのターゲットを用いて成膜した埋め込み膜に比較して、均一であり、かつ抑えられていることが確認された。
【００５７】
加えて、埋め込み膜１６２の断面をＳＥＭ及びＴＥＭで観察したところ、下層膜と上層膜との界面が鮮明に観察され、さらに、下層膜は粒が細かく、上層膜は粒が粗く角が認められた。
続いて、リッジ上面の露出したｐ型コンタクト層１１１の表面及び埋め込み膜１６２の上に、Ｎｉ／Ａｕ（１００Å／１５００Å）よりなるｐ電極１２０を形成する。ｐ電極１２０はストライプ幅を３０μｍとして、図１に示すように、第２の保護膜１６２の上に渡って形成する。
【００５８】
このｐ電極１２０の形成の前又は後に、既に露出させたｎ型コンタクト層１０３の表面に、Ｔｉ／Ａｌ（１００Å／５０００Å）よりなるストライプ状のｎ電極１２１をストライプと平行な方向で形成する。
次に、ｐ電極１２０及びｎ電極１２１上に、所望の形状のマスクを形成し、ＳｉＯ２単層からなる膜１６４を設ける。
【００５９】
その後、ｐ電極１２０上にＮｉ−Ｔｉ−Ａｕ（１０００Å−１０００Å−８０００Å）よりなるパッド電極１２２を設け、ｎ電極１２１上にＮｉ−Ｔｉ−Ａｕ（１０００Å−１０００Å−８０００Å）よりなるパッド電極１２３を設ける。
以上のようにして、ｎ電極１２１とｐ電極１２０とを形成した後、上述したｎ型コンタクト層の露出面の一部をさらにエッチングしてサファイアを露出させる。次いで、、ＳｉＯ２からなる膜１６４を除去し、ウェハのサファイア基板１０１を研磨して２００μｍとする。
【００６０】
続いて、ウェハをバー状に分割し、さらに、少なくとも、主レーザ光の出射面側に、活性層で発光する光を効率よく共振させ、特に反対面側の共振器面が、光出射面側の共振器面と屈折率差を有するように、スパッタ装置を用いて、Ａｌ２Ｏ３からなる保護膜を形成する。次いで、反対面側の共振器面には、Ａｌ２Ｏ３の上に（ＳｉＯ２／ＺｒＯ２）を３回繰り返し積層した合計７層からなる誘電体多層膜（図示せず）を形成した。
【００６１】
最後に、ｐ電極に平行な方向で、ウェハをチップ状に分割してレーザ素子（共振器長は６５０μｍ）を得た。
得られたレーザ素子について、埋め込み膜とｐ電極との密着性を評価した。まず、得られた半導体装置を、超音波での３０分間の処理に２回付した後、超音波で３０分間処理し、１８０℃で３０分間熱処理し、さらに冷水に浸漬し、この処理を３回行った。その後、超音波で６０分間処理し、２２０〜３００℃で３０分間熱処理し、さらに冷水に浸漬し、この処理を８回行い、最後に超音波で６０分間処理した。
このような一連の超音波処理及び熱衝撃試験によっても、ｐ型電極の剥がれは見られず、その後の製造プロセスにも十分に耐えることができることが確認された。
【００６２】
一方、比較のため、下層膜を１０００Åとし、上層膜を形成しない単層の埋め込み膜を形成する以外、上述した実施例と同様にレーザ素子を形成し、同様に超音波処置及び熱衝撃試験を行った。
その結果、最初の３０分間の超音波処理及び熱衝撃試験で、ｐ型電極が剥がれることが確認された。
【００６３】
また、得られたレーザ素子においては、埋め込み膜が、異なる２層の屈折率を有するように構成されており、つまり、導波路に近い側から低屈折率、高屈折率の埋め込み膜が形成されているため、発せられる光の基本モードのみを閉じ込めて、高次モードを導波路の外に逃がして電極に吸収させることができる。その結果、所望のＦＦＰを得ることが可能となる。
さらに、得られたレーザ素子における埋め込み膜は、ｐ型窒化物半導体層側において、密度が低く構成されているため、それに起因してｐ型窒化物半導体層側においてのみ誘電率を低下させることができる。これにより、より高速での応答に寄与することが可能となる。
【００６４】
実施例２
まず、実施例１と同様のサファイア基板１０１を用意する。
【００６５】
このサファイア基板１０１を反応容器内にセットし、温度を５１０℃にして、キャリアガスに水素、原料ガスにアンモニアとＴＭＧ（トリメチルガリウム）とを用い、サファイア基板１０１上にＧａＮよりなる低温成長のバッファ層を２００オングストロームの膜厚で成長させる。
その後、ＴＭＧのみ止めて、温度を１０５０℃まで上昇させ、１０５０℃になったら、原料ガスにＴＭＧ、アンモニアを用い、アンドープのＧａＮからなるＧａＮ層を２．５μｍの膜厚で成長させる。得られたＧａＮ層を、ストライプ幅４μｍ、窓部の幅１６μｍに加工する。その後、ストライプ形状に加工されたＧａＮ層上に、アンドープのＧａＮを２０μｍ程度成長させ、平坦化して、下地層１０２を形成する。
【００６６】
次に、下地層１０２の上に、温度を１１００℃にして、ＴＭＧ、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、アンモニアを用い、Ａｌ０．０２Ｇａ０．９８Ｎからなるバッファ層（図示せず）を０．５μｍの膜厚で成長させる。
得られたバッファ層の上に１１００℃でＳｉドープしたＡｌ０．０２Ｇａ０．９８Ｎよりなるｎ型コンタクト層１０３を４μｍの膜厚で成長させる。
【００６７】
次に、ＴＭＧ、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、アンモニアを用い、温度を９２０℃にしてＳｉを５×１０18／ｃｍ3ドープしたＩｎ０．１０Ｇａ０．９０Ｎよりなるクラック防止層１０４を０．１５μｍの膜厚で成長させる。
温度を１０００℃にして、アンドープのＡｌ０．１３Ｇａ０．８７ＮよりなるＡ層を２５Åの膜厚で成長させ、続いて、不純物ガスとしてシランガスを用い、Ｓｉを５×１０１８／ｃｍ３ドープしたＡｌ０．０９Ｇａ０．９１ＮよりなるＢ層を２５Åの膜厚で成長させる。そして、Ａ層、Ｂ層を交互に積層する操作をそれぞれ１２０回繰り返してＡ層とＢ層を積層し、総膜厚０．６μｍの多層膜（超格子構造）よりなるｎ型クラッド層１０５を成長させる。
【００６８】
クラッド層１０５の上に、同様の温度で、Ａｌ０．０６５Ｇａ０．９３５Ｎからなる膜厚０．１５μｍのｎ型光ガイド層１０６を成長させる。
次に、温度を９７０℃にして、ＳｉドープのＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎよりなる障壁層（７０Å）、アンドープのＩｎ０．０２Ａｌ０．０３Ｇａ０．９５Ｎよりなる井戸層（１００Å）、アンドープのＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎよりなる障壁層（５０Å）をこの順に積層し、量子井戸構造の活性層１０７を形成する。
【００６９】
活性層１０７の上に、同様の温度で、不純物ガスとしてＣｐ２Ｍｇ（シクロペンタジエニルマグネシウム）を用い、Ｍｇを１×１０１９／ｃｍ３ドープしたＡｌ０．３Ｇａ０．７Ｎよりなるｐ型電子閉込め層１０８を１３ｎｍの膜厚で成長させる。
温度を１０００℃にして、Ａｌ０．０６５Ｇａ０．９３５Ｎからなる膜厚０．１５μｍのｐ型光ガイド層１０９を成長させる。このｐ型光ガイド層１０９は、ｐ型電子閉込め層１０８、後述するｐ型クラッド層１１０等の隣接層からのＭｇの拡散により、Ｍｇがドープされるため、アンドープで形成しても、Ｍｇドープ層とできる。  
【００７０】
続いて、１０００℃でアンドープＡｌ０．１３Ｇａ０．８７ＮよりなるＡ層を２５Åの膜厚で成長させ、ＭｇドープＡｌ０．０９Ｇａ０．９１ＮよりなるＢ層を２５Åの膜厚で成長させ、Ａ層、Ｂ層を交互に積層する操作を９０回繰り返して総膜厚０．４５μｍの超格子層よりなるｐ型クラッド層１１０を成長させる。
最後に、１０００℃で、ｐ型クラッド層１１０の上に、Ｍｇを１×１０２０／ｃｍ３ドープしたｐ型ＧａＮよりなるｐ型コンタクト層１１１を１５０Åの膜厚で成長させる。ｐ型コンタクト層１１１は１×１０１７／ｃｍ３以上の高キャリア濃度とすることが望ましい。
【００７１】
反応容器内で、ウェハを窒素雰囲気中、７００℃でアニーリングを行い、ｐ型層をさらに低抵抗化する。
このようにして窒化物半導体を成長させて積層構造体を形成した後、ウェハを反応容器から取り出し、最上層のｐ型コンタクト層１１１から、ｐ型半導体層、活性層、ｎ型半導体層の一部を順次エッチングし、ｎ電極を形成するｎ型コンタクト層の表面を露出させる。また、この際、ｎ電極を形成する領域のみならず、共振面も同時に形成する。このように、後工程において窒化物半導体素子に劈開又は分割する位置及び／又はその周辺を含む領域においても、ｎ型コンタクト層の表面を露出させることで、応力を緩和する等の効果を得られる場合がある。
【００７２】
次に、最上層のｐ型コンタクト層（上部コンタクト層）１１１のほぼ全面に、Ｓｉ酸化物（主として、ＳｉＯ２）よりなる第１の保護膜を０．５μｍの膜厚で形成し、この第１の保護膜をストライプ幅１．６μｍに加工する。続いて、第１の保護膜をマスクとして用いて、ｐ型コンタクト層１１１およびｐ型クラッド層１１０、ｐ型光ガイド層１０９の一部をエッチングして、ｐ型光ガイド層１０９の膜厚が０．１μｍとなる深さまでエッチングすることにより、リッジストライプを形成する。
第１の保護膜の上に、スパッタ装置を利用して、ジルコニウムからなるターゲットと、スパッタガスとしてアルゴンとを用い、ＲＦパワー１７０Ｗにて、１７００Åの下層膜と、ＲＦパワーを１００Ｗにて、３００Åの上層膜とを形成し、得られた上下膜を酸素雰囲気下で、６００℃にて２０分間熱酸化した。
【００７３】
次に、ウェハをフッ酸に浸漬し、第１の保護膜をリフトオフ法により除去する。これにより、ｐ型コンタクト層１１１の上に設けられていた第１の保護膜が除去されて、ｐ型コンタクト層が露出され、リッジの両側及びｐ型光ガイド層１０９の上面に、酸化ジルコニウム２層の積層膜からなる埋め込み膜１６２を形成した。
得られた埋め込み膜１６２を分光エリプソメータ（Ｊ．Ａ．ＷＯＯＬＬＡＭ社製のＨＳ−１９０）で評価したところ、下層膜の屈折率は４００ｎｍの光に対して約１．９８、上層膜の屈折率は約２．２３であった。また、分光エリプソメータでのラフネス（表面粗さ）は、下層膜ではプラスの値が測定され、上層膜ではゼロが測定され、下層膜が上層膜よりも表面粗さが粗いことが確認された。さらに、ウェハ面内での酸素の分布が、酸化ジルコニウムのターゲットを用いて成膜した埋め込み膜に比較して、均一であり、かつ抑えられていることが確認された。
【００７４】
加えて、埋め込み膜１６２の断面をＳＥＭ及びＴＥＭで観察したところ、下層膜と上層膜との界面が鮮明に観察され、さらに、下層膜は粒が細かく、上層膜は粒が粗く角が認められた。
続いて、リッジ上面の露出したｐ型コンタクト層１１１の表面及び埋め込み膜１６２の上に、Ｎｉ／Ａｕ／Ｐｔ（１００Å／１５００Å／１５００Å）よりなるｐ電極１２０を形成する。ｐ電極１２０はストライプ幅を３０μｍとして、図１に示すように、第２の保護膜１６２の上に渡って形成する。
【００７５】
このｐ電極１２０の形成の前又は後に、既に露出させたｎ型コンタクト層１０３の表面に、Ｔｉ／Ａｌ（１００Å／５０００Å）よりなるストライプ状のｎ電極１２１をストライプと平行な方向で形成する。
次に、ｐ電極１２０及びｎ電極１２１上に、所望の形状のマスクを形成し、ＳｉＯ２よりなる単層膜１６４を設ける。
続いて、Ｔｉ／Ｐｔ（１００Å／５００Å）よりなる密着層を形成する。
【００７６】
その後、ｐ電極１２０上にＰｔ／Ａｕ（３０００Å／６０００Å）よりなるパッド電極１２２を設け、ｎ電極１２１上にＮｉ−Ｔｉ−Ａｕ（１０００Å−１０００Å−８０００Å）よりなるパッド電極１２３を設ける。
以上のようにして、ｎ電極１２１とｐ電極１２０とを形成した後、ウェハのサファイア基板１０１を研磨して２００μｍとした後、上述したｎ型コンタクト層の一部をさらにエッチングして基板を露出させる。次いで、ＳｉＯ２からなる膜を除去し、ウエハのサファイア基板を研磨して２００μｍの厚さとする。
続いて、少なくとも、主レーザ光の出射面側に、活性層で発光する光を効率よく共振させ、特に反対面側の共振器面が、光出射面側の共振器面と屈折率差を有するように、スパッタ装置を用いて、Ｎｂ２Ｏ５またはＡｌ２Ｏ３からなる保護膜を形成し、次いで、光反射側の共振器面には、ＺｒＯ２またはＡｌ２Ｏ３の上に、（ＳｉＯ２／ＺｒＯ２）を４回繰り返し積層した合計９層からなる誘電体多層膜（図示せず）を形成した。  最後に、ｐ電極に平行な方向で、ウェハをチップ状に切断してレーザ素子（共振器長は６５０μｍ）を得た。
【００７７】
得られたレーザ素子について、埋め込み膜とｐ電極との密着性を実施例１と同様に評価した。その結果、ｐ型電極の剥がれは見られず、その後の製造プロセスにも十分に耐えることができることが確認された。
一方、比較のため、下層膜を１０００Åとし、上層膜を形成しない単層の埋め込み膜を形成する以外、上述した実施例と同様にレーザ素子を形成し、同様に超音波処置及び熱衝撃試験を行った。
【００７８】
その結果、最初の３０分間の超音波処理及び熱衝撃試験で、ｐ型電極が剥がれることが確認された。
また、得られたレーザ素子においては、埋め込み膜が、異なる２層の屈折率を有するように構成されており、つまり、導波路に近い側から低屈折率、高屈折率の埋め込み膜が形成されているため、発せられる光の基本モードのみを閉じ込めて、高次モードを導波路の外に逃がして電極に吸収させることができる。その結果、所望のＦＦＰを得ることが可能となる。
さらに、得られたレーザ素子における埋め込み膜は、ｐ型窒化物半導体層側において、密度が低く構成されているため、それに起因してｐ型窒化物半導体層側においてのみ誘電率を低下させることができる。これにより、より高速での応答に寄与することが可能となる。
【００７９】
実施例３
この実施例のレーザ素子は、埋め込み膜１６２を、まず、下層膜として、ジルコニウムからなるターゲットと、アルゴンガスのスパッタガスとを用いて成膜し、上層膜として、アルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスをスパッタガスとして用いて、酸化ジルコニウムの２層積層膜を形成し、その後、同様に熱処理を行うことにより形成した以外は、実質的に実施例１と同様の方法により、同様の構成のレーザ素子を得た。
なお、下層膜の成膜時のスパッタガスの圧力は０．１〜２．０Ｐａ程度であり、上層膜の成膜時の酸素ガスの分圧は、１×１０−３〜１×１０−１Ｐａ程度とした。
得られたレーザ素子は、実施例１と同様に、酸素の面内分布が均一で電極との密着性が良好であることが確認された。
【００８０】
実施例４
この実施例のレーザ素子は、埋め込み膜１６２を、スパッタ法にて、まず、下層膜として、ジルコニウムからなるターゲットと、アルゴンガスのスパッタガスとを用い、圧力を１．５ｐａ程度で６１０Åの膜厚で成膜し、次いで、上層膜として、同じターゲット及びスパッタガスを用いて、圧力０．１ｐａ程度で３２０Åの膜厚で成膜して、酸化ジルコニウムの２層積層膜を形成した以外は、実質的に実施例１と同様の方法により、同様の構成のレーザ素子を得た。
【００８１】
得られた上層膜及び下層膜について、Ｘ線解折により密度を測定したところ、上層膜では約５．７ｇ／ｃｍ、下層膜では４．１９ｇ／ｃｍであり、上層膜は下層膜よりも緻密な構造を有していることが確認された。
また、得られたレーザ素子は、実施例１と同様に、酸素の面内分布が均一で電極との密着性が良好であることが確認された。
【００８２】
実施例５
この実施例のレーザ素子は、埋め込み膜１６２を、スパッタ法にて、まず、ジルコニウムからなるターゲットと、アルゴンガスのスパッタガスとを用いて、圧力を１．５ｐａ程度で成膜し、徐々に圧力を０．１ｐａ程度まで低下させ、総膜厚を１０００Åとなるように成膜して、酸化ジルコニウムの２層積層膜を形成した以外は、実質的に実施例１と同様の方法により、同様の構成のレーザ素子を得た。
【００８３】
得られた埋め込み膜について、Ｘ線解折により密度を測定したところ、表面側の極薄い膜厚の部分では約５．７ｇ／ｃｍ、ｐ型窒化物半導体層側の極薄い部分では４．１９ｇ／ｃｍであり、ｐ型窒化物半導体層側から、表面側にかけて緻密さが増す構造を有していることが確認された。
また、得られたレーザ素子は、実施例１と同様に、酸素の面内分布が均一で電極との密着性が良好であることが確認された。
【００８４】
実施例６
この実施例のレーザ素子は、埋め込み膜１６２を、まず、下層膜として、スパッタ法に代えて、真空蒸着法を利用する以外は、実質的に実施例１と同様の方法により、同様の構成のレーザ素子を得た。
得られたレーザ素子は、実施例１と同様に、酸素の面内分布が均一で電極との密着性が良好であることが確認された。
【００８５】
実施例７
この実施例のレーザ素子は、埋め込み膜１６２を、まず、下層膜を成膜する際に、イオン銃を利用して、ウェハ表面（ｐ型半導体層）に酸素イオンを１０１２個／ｃｍ２程度で照射する以外は、実質的に実施例５と同様の方法により、同様の構成のレーザ素子を得た。
得られたレーザ素子は、実施例１と同様に、酸素の面内分布が均一で電極との密着性が良好であることが確認された。
【００８６】
実施例８
この実施例のレーザ素子は、埋め込み膜１６２を、まず、下層膜を成膜する際に、真空蒸着法により成膜レートを５０Å／秒とし、上層膜を成膜する際に、真空蒸着法により成膜レートを５Å／秒に減少させて、酸化ジルコニウムの２層積層膜を形成する以外は、実質的に実施例１と同様の方法により、同様の構成のレーザ素子を得た。
得られたレーザ素子は、実施例１と同様に、酸素の面内分布が均一で電極との密着性が良好であることが確認された。
【００８７】
実施例９
この実施例のレーザ素子は、図２に示すように、埋め込み膜６２を、まず、下層膜ａを成膜する際に、真空蒸着法により成膜レートを５Å／秒として酸化ジルコニウムを１００Åの膜厚で、中層膜ｂは、スパッタ法により、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２又はＳｉＯ２を７００Åの膜厚で、上層膜ｃは、真空蒸着法により成膜レートを５Å／秒として２００Åの膜厚で酸化ジルコニウムを形成する以外は、実質的に実施例１と同様の方法により、同様の構成のレーザ素子を得た。
得られたレーザ素子は、実施例１の効果に加えて、埋め込み膜６２の絶縁耐性をより確保することができ、さらに信頼性の高いレーザ素子を得ることができる。
【００８８】
実施例１０
まず、実施例１と同様のサファイア基板を用意する。
このサファイア基板を反応容器内にセットし、温度を５１０℃にして、キャリアガスに水素、原料ガスにアンモニアとＴＭＧ（トリメチルガリウム）とを用い、サファイア基板上にＧａＮよりなる低温成長のバッファ層を２００オングストロームの膜厚で成長させる。その後、ＴＭＧのみ止めて、温度を１０５０℃まで上昇させ、１０５０℃になったら、原料ガスにＴＭＧ、アンモニアを用い、アンドープのＧａＮからなるＧａＮ層を２．５μｍの膜厚で成長させる。
得られたＧａＮ層を、ストライプ幅４μｍ、窓部の幅１６μｍに加工する。その後、ストライプ形状に加工されたＧａＮ層上に、アンドープのＧａＮを２０μｍ程度成長させ、平坦化して、下地層を形成する。下地層を成長した後、ウェハを反応容器から取り出し、この下地層の表面に、ストライプ状のフォトマスクを形成し、ＣＶＤ装置によりストライプ幅１０〜３００μｍ、ストライプ間隔（窓部）５〜３００μｍのＳｉＯ２よりなる保護膜を形成する。
保護膜を形成した後、ウェハをＨＶＰＥ（ハイドライド気相成長法）装置に移送し、原料にＧａメタル、ＨＣｌガス及びアンモニアを用い、ＧａＮよりなる窒化物半導体を１００μｍの膜厚で成長させる。
このとき、裏面にｎ電極を形成する場合には、酸素又はＳｉドープでＧａＮを成長させる。また、表面にｎ電極を形成する場合にはノンドープでもよい。
【００８９】
次に、成長させたＧａＮ層の上に、温度を１１００℃にして、ＴＭＧ、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、アンモニアを用い、Ａｌ０．０２Ｇａ０．９８Ｎからなるバッファ層（図示せず）を０．５μｍの膜厚で成長させる。
表面にｎ電極を形成する場合には、得られたバッファ層の上に１１００℃でＳｉドープしたＡｌ０．０２Ｇａ０．９８Ｎよりなるｎ型コンタクト層１０３を４μｍの膜厚で成長させる。
【００９０】
温度を１０００℃にして、アンドープのＡｌ０．０７Ｇａ０．９３ＮよりなるＡ層を２５Åの膜厚で成長させ、続いて、不純物ガスとしてシランガスを用い、Ｓｉを５×１０１８／ｃｍ３ドープしたＧａＮよりなるＢ層を２５Åの膜厚で成長させる。そして、Ａ層、Ｂ層を交互に積層する操作をそれぞれ４００回繰り返してＡ層とＢ層を積層し、総膜厚２μｍの多層膜（超格子構造）よりなるｎ型クラッド層を成長させる。
【００９１】
なお、ｎ型クラッド層は超格子構造でなくてもよく、例えば、ＳｉドープのＡｌ０．０３５Ｇａ０．９６５Ｎ（膜厚２μｍ）で形成されていてもよい。
クラッド層の上に、同様の温度で、ＧａＮからなる膜厚０．１５μｍのｎ型光ガイド層を成長させる。
次に、温度を９７０℃にして、ＳｉドープのＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎよりなる障壁層（１４０Å）、アンドープのＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎよりなる井戸層（７０Å）、アンドープのＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎよりなる障壁層（１４０Å）をこの順に積層し、さらにこの上に、井戸層と障壁層とを１層ずつ積層し、量子井戸構造の活性層を形成する。
【００９２】
活性層の上に、同様の温度で、不純物ガスとしてＣｐ２Ｍｇ（シクロペンタジエニルマグネシウム）を用い、Ｍｇを１×１０１９／ｃｍ３ドープしたＡｌ０．２５Ｇａ０．７５Ｎよりなるｐ型電子閉込め層を１０ｎｍの膜厚で成長させる。
温度を１０００℃にして、ＧａＮからなる膜厚０．１５μｍのｐ型光ガイド層１０９を成長させる。このｐ型光ガイド層は、ｐ型電子閉込め層、後述するｐ型クラッド層等の隣接層からのＭｇの拡散により、Ｍｇがドープされるため、アンドープで形成しても、Ｍｇドープ層とできる。  
【００９３】
続いて、１０００℃でアンドープＡｌ０．１Ｇａ０．９ＮよりなるＡ層を２５Åの膜厚で成長させ、ＭｇドープＧａＮよりなるＢ層を２５Åの膜厚で成長させ、Ａ層、Ｂ層を交互に積層する操作を９０回繰り返して総膜厚０．４５μｍの超格子層よりなるｐ型クラッド層を成長させる。
なお、ｐ型クラッド層は超格子構造でなくてもよく、例えば、ＭｇドープのＡｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ（膜厚０．４５μｍ）で形成されていてもよい。
【００９４】
最後に、１０００℃で、ｐ型クラッド層の上に、Ｍｇを１×１０２０／ｃｍ３ドープしたｐ型ＧａＮよりなるｐ型コンタクト層を１５０Åの膜厚で成長させる。ｐ型コンタクト層は１×１０１７／ｃｍ３以上の高キャリア濃度とすることが望ましい。
反応容器内で、ウェハを窒素雰囲気中、７００℃でアニーリングを行い、ｐ型層をさらに低抵抗化する。
このようにして窒化物半導体を成長させて積層構造体を形成した後、ウェハを反応容器から取り出し、最上層のｐ型コンタクト層１１１から、ｐ型半導体層、活性層、ｎ型半導体層の一部を順次エッチングし、ｎ電極を形成するｎ型コンタクト層の表面を露出させる。なお、裏面側にｎ電極を設ける場合は、この工程は省略することもできる。
【００９５】
次に、最上層のｐ型コンタクト層（上部コンタクト層）のほぼ全面に、Ｓｉ酸化物（主として、ＳｉＯ２）よりなる第１の保護膜を０．５μｍの膜厚で形成し、この第１の保護膜をストライプ幅１．６μｍに加工する。続いて、第１の保護膜をマスクとして用いて、ｐ型コンタクト層およびｐ型クラッド層、ｐ型光ガイド層の一部をエッチングして、ｐ型光ガイド層の膜厚が０．１μｍとなる深さまでエッチングすることにより、リッジストライプを形成する。
【００９６】
第１の保護膜の上に、スパッタ装置を利用して、ジルコニウムからなるターゲットと、スパッタガスとしてアルゴンとを用い、ＲＦパワー１７０Ｗにて、７００Åの下層膜と、ＲＦパワーを１００Ｗにて、３００Åの上層膜とを形成し、得られた上下膜を酸素雰囲気下で、６００℃にて２０分間熱酸化した。
次に、ウェハをフッ酸に浸漬し、第１の保護膜をリフトオフ法により除去する。これにより、ｐ型コンタクト層の上に設けられていた第１の保護膜が除去されて、ｐ型コンタクト層が露出され、リッジの両側及びｐ型光ガイド層の上面に、酸化ジルコニウム２層の積層膜からなる埋め込み膜が形成された。
【００９７】
得られた埋め込み膜を分光エリプソメータ（Ｊ．Ａ．ＷＯＯＬＬＡＭ社製のＨＳ−１９０）で評価したところ、下層膜の屈折率は４００ｎｍの光に対して約１．９８、上層膜の屈折率は約２．２３であった。また、分光エリプソメータでのラフネス（表面粗さ）は、下層膜ではプラスの値が測定され、上層膜ではゼロが測定され、下層膜が上層膜よりも表面粗さが粗いことが確認された。さらに、ウェハ面内での酸素の分布が、酸化ジルコニウムのターゲットを用いて成膜した埋め込み膜に比較して、均一であり、かつ抑えられていることが確認された。
【００９８】
加えて、埋め込み膜の断面をＳＥＭ及びＴＥＭで観察したところ、下層膜と上層膜との界面が鮮明に観察され、さらに、下層膜は粒が細かく、上層膜は粒が粗く角が認められた。
続いて、リッジ上面の露出したｐ型コンタクト層の表面及び埋め込み膜の上に、Ｎｉ／Ａｕ（１００Å／１５００Å）よりなるｐ電極を形成する。ｐ電極はストライプ幅を１５μｍとして、第２の保護膜の上に渡って形成する。また、ｎ型コンタクト層上にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ（１００Å／１５００Å／３０００Å）よりなるｎ電極を形成する。なお、ｎ電極を裏面に形成するときはこの工程を省く。
【００９９】
次に、ｐ電極上に、所望の形状のマスクを形成し、ＳｉＯ２単層からなる膜を設ける。
その後、ｐ電極上にＮｉ−Ｔｉ−Ａｕ（１０００Å−１０００Å−８０００Å）よりなるパッド電極を設ける。
以上のようにして、ｐ電極を形成した後、ウェハのサファイア基板を研磨して総膜厚が１００μｍとする。その後、エキシマレーザ光をウエハ全面に照射することでサファイア基板と窒化物半導体層とを分離させる。
【０１００】
得られたウェハの裏面側は、ＧａＮ層となり、その裏面側に、共晶材料としてＡｕ／Ｓｎを形成する。ｎ電極を裏面に形成する場合は、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ（１００Å／１５００Å／３０００Å）よりなるｎ電極を形成する。
【０１０１】
続いて、ウェハをリッジに垂直な方向に、劈開により分割して共振器面を形成することにより、ウェハをバー状にし、さらに、少なくとも、主レーザ光の出射面側に、活性層で発光する光を効率よく共振させ、特に反対面側の共振器面が、光出射面側の共振器面と屈折率差を有するように、スパッタ装置を用いて、Ａｌ２Ｏ３からなる保護膜を形成する。次いで、光反射側の共振器面には、Ａｌ２Ｏ３の上に（ＳｉＯ２／ＺｒＯ２）を３回繰り返し積層した合計７層からなる誘電体多層膜（図示せず）を形成した。
【０１０２】
最後に、ｐ電極に平行な方向で、ウェハをチップ状に分割してレーザ素子（共振器長は６００μｍ）を得た。
得られたレーザ素子について、埋め込み膜とｐ電極との密着性を評価したところ、実施例１と同様の結果が得られた。
また、得られた上層膜及び下層膜について、それぞれ成膜直後の平均表面粗さをＡＦＭを用いて測定したところ、上層膜では約４．５×１０-1ｎｍであり、下層膜では約１．６ｎｍであり、上層膜のほうが、表面粗さが小さい、つまりより平坦であることが確認された。
【０１０３】
さらに、レーザ素子は、実施例１の効果に加えて、さらに高寿命が得られることが確認された。
なお、本実施例１０において、最終的には異種基板（サファイア）を除去することで窒化物半導体層のみの構造としているが、サファイア、ＧａＡｓ、ＳｉＣ等の異種基板上に窒化物半導体層を厚膜で成長させて異種基板を除去し、その後に活性層等を含む機能層を積層させてもよい。さらには、市販されている窒化物半導体基板を用いてもよい。いずれにせよ、裏面側に窒化物半導体が露出される場合で、導電性が良好、且つ、電極材料とのオーミック性、密着性等が優れている場合は裏面に電極を設けることが可能となるので、レーザ素子自体の小型化が実現でき好ましい。
【０１０４】
実施例１１
少なくとも活性層までを実施例１と同様に形成し（好ましくはｐ型ガイド層まで、さらに好ましくはｐ型ガイド層の半分の膜厚までを形成し）、その上に、チッ化アルミニウムからなる電流狭窄層（膜厚３００Å）を形成する。なお、電流狭窄層は、導波路領域の上方の両側に配置されるように形成する。なお、電流狭窄層は、活性層より上であればよいので、ｐ型ガイド層とｐ型クラッド層の間でもよく、又はｐ型クラッド層中に形成されていてもよい。また、単層に限らず、複数の組成の異なる層を積層した多層構造でもよい。膜厚については、少なくとも電流が全く流れないか、あるいは高抵抗となる膜厚が好ましく、電流経路をストライプ状に制御可能なような膜厚とする必要がある。さらに、材料や形成する位置（活性層からの距離）等に応じて、所望の光閉込め効率を実現できる値に調整することができる。
【０１０５】
続いて、電流狭窄層上に、ｐ型ガイド層等のｐ型窒化物半導体層を、実施例１と同様に積層する。
その後、ｐ型コンタクト層の上であって、電流狭窄層の上方に対応する領域に実施例１と同様の埋め込み膜を形成し、さらにその上に、埋め込み膜の一部を覆うように、ｐ電極を形成する。
【０１０６】
なお、ｎ電極等の態様は実施例１０と同様に形成する。
得られレーザ素子は、リッジの形成に代えて電流狭窄層を設けているため、導通経路をストライプ状に制御することができ、且つ、ＡｌＮのような屈折率の小さい材料とすることで、リッジが形成されたレーザ素子と同様に、効率よく光の閉じ込めを実現することもできる。
【０１０７】
また、実施例１と同様に、埋め込み膜とｐ電極との密着性が良好であることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は、レーザダイオード素子（ＬＤ）のみならず、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）、スーパーフォトルミネセンスダイオード等の発光素子、太陽電池、光センサ等の受光素子、あるいはトランジスタ、パワーデバイス等の電子デバイスに用いられるような、埋め込み膜と同じ材料の膜と、電極材料との密着性を確保する必要がある窒化物半導体素子に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の一実施形態のレーザ素子構造を説明する模式断面図である。
【図２】本発明の別の実施形態のレーザ素子における埋め込み膜の構造を説明する模式断面図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０１  基板
１０２  バッファ層
１０３  ｎ型コンタクト層
１０４  クラック防止層
１０５  ｎ型クラッド層
１０６  ｎ型光ガイド層
１０７  活性層
１０８  ｐ型電子閉込め層
１０９  ｐ型光ガイド層
１１０  ｐ型クラッド層
１１１  ｐ型コンタクト層
１２０  ｐ電極
１２１  ｎ電極
１２２  ｐパッド電極
１２３  ｎパッド電極
６２、１６２  埋め込み膜
１６４  膜
ａ  下層膜
ｂ  中層膜
ｃ  上層膜
【図１】
2006024703.tif 000003
【図２】
2006024703.tif 000004