(57)【要約】【課題】窒化物半導体を活性層に用いた面発光レーザ素子において、発光効率を向上させる。【解決手段】本面発光レーザ素子は、窒化物半導体を活性層に用いた面発光レーザ素子であって、下部ブラッグ反射鏡、活性層、及び上部ブラッグ反射鏡を含む積層体を有し、前記活性層と前記上部ブラッグ反射鏡との間にトンネル接合構造が設けられ、前記トンネル接合構造は、前記活性層に近い側から順に積層された、ｐ型からなる５×１０１９ａｔｏｍ／ｃｍ３以上のドーピングがなされた第１窒化物化合物半導体層と、アンドープの第２窒化物化合物半導体層と、ｎ型からなる５×１０１９ａｔｏｍ／ｃｍ３以上のドーピングがなされ、前記第１窒化物化合物半導体層のバンドギャップより大きなバンドギャップを有する第３窒化物化合物半導体層と、を備え、前記活性層と前記トンネル接合構造の間に電流狭窄構造を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物半導体を活性層に用いた面発光レーザ素子であって、
下部ブラッグ反射鏡、活性層、及び上部ブラッグ反射鏡を含む積層体を有し、
前記活性層と前記上部ブラッグ反射鏡との間にトンネル接合構造が設けられ、
前記トンネル接合構造は、前記活性層に近い側から順に積層された、
ｐ型からなる５×１０１９ａｔｏｍ／ｃｍ３以上のドーピングがなされた第１窒化物化合物半導体層と、
アンドープの第２窒化物化合物半導体層と、
ｎ型からなる５×１０１９ａｔｏｍ／ｃｍ３以上のドーピングがなされ、前記第１窒化物化合物半導体層のバンドギャップより大きなバンドギャップを有する第３窒化物化合物半導体層と、を備え、
前記活性層と前記トンネル接合構造の間に電流狭窄構造を有することを特徴とする面発光レーザ素子。
【請求項２】
前記第１窒化物化合物半導体層はＧａＮにより形成され、
前記第２窒化物化合物半導体層はＧａＮにより形成され、
前記第３窒化物化合物半導体層はＡｌＧａＮにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の面発光レーザ素子。
【請求項３】
前記第２窒化物化合物半導体層は５ｎｍ以上の厚さを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の面発光レーザ素子。
【請求項４】
前記第３窒化物化合物半導体層に接してｐ−ＧａＮからなるコンタクト層が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の面発光レーザ素子。
【請求項５】
前記下部ブラッグ反射鏡及び前記上部ブラッグ反射鏡は誘電体から形成され、
前記下部ブラッグ反射鏡はサファイアより熱伝導率が高い基板の上に直接形成されている請求項１乃至４の何れか一項に記載の面発光レーザ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光レーザ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光レーザ素子（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting LASER）は、光を発生する活性層を含んだ半導体層の上下に反射鏡を配置することで共振器構造を形成し、レーザ発振した所定の波長の光を基板に対して垂直方向に取り出すレーザ素子である。
【０００３】
近年半導体発光素子として、窒化物半導体発光素子が広く用いられるようになってきており、窒化物半導体を用いた面発光レーザ素子の開発も進んできている。窒化ガリウム（ＧａＮ）単結晶基板やサファイア基板上にＭＯＣＶＤ法を用いてｐ型のＧａＮを成長する際には、主にＭｇをアクセプタとしてドープすることが一般的である。
【０００４】
このとき、原料ガスとしては、アンモニア等の水素を含むものを用いることが多い。水素を含む原料ガスは成長の際に分解され、その際に生じた水素がＭｇを不活性化し、結果としてｐ型ＧａＮの高抵抗化の要因になる。又、熱アニールにより水素を除去してＭｇを活性化させても、ｐ型ＧａＮの抵抗率はＧａＡｓ等のｐ型の化合物半導体に比べてきわめて高い。
【０００５】
面発光レーザ素子は一般に電流注入領域を何らかの方法で狭窄させた電流狭窄構造を有することで効率の向上を図っている。ＧａＡｓ系の面発光レーザ素子においては、ＡｌＧａＡｓ系の化合物半導体からなるＤＢＲ（ブラッグ反射鏡）構造を用いた共振器構造が用いられており、ＤＢＲに適切なドーピングを行い電流経路として利用することで素子全体としての抵抗が高くなる影響を最低限に抑えることに成功している。
【０００６】
しかしながら、窒化物半導体を活性層に用いた面発光レーザ素子においては、現状、適切な抵抗の通電型ＤＢＲを実現できていない。又、ＧａＡｓ系の面発光レーザ素子で有効な電流狭窄構造であるｐ側での酸化狭窄構造も実現できていない。
【０００７】
窒化物半導体を用いた面発光レーザ素子においては、例えば、下部ＤＢＲにＡｌＩｎＮ／ＧａＮからなる半導体ＤＢＲを用いるが、この半導体ＤＢＲは通電させるようにはなっていない。又、ｎ側の電極は、半導体ＤＢＲと活性層との間に設けられたｎ−ＧａＮキャビティ層を用いて横方向からの取り出しになっている。
【０００８】
又、電流狭窄は活性層と上部ＤＢＲの間にあるｐ−ＧａＮキャビティの一部を誘電体で通電部分以外をパッシベーションし、通電部分を介してＩＴＯ膜と接合している。上部ＤＢＲはＩＴＯ膜上に形成されている。
【０００９】
又、上部ＤＢＲは誘電体ＤＢＲとなっており、これも通電は担わない構造になっている。ｐ側の電流注入はＩＴＯ膜を通じて横方向からの電流注入構造を用いている。このようにｐ側の電流注入構造は通電型ＤＢＲが実現されないため横方向からの電流注入構造となり、かつｐ−ＧａＮが高抵抗であることからＩＴＯ膜を用いて電流経路とする方法が現在主流である（例えば、非特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ＩＴＯ膜は窒化物半導体レーザで用いられる近紫外光から青色にかけての光をわずかではあるが吸収する。これはレーザデバイスとして無視できない吸収であり、窒化物面発光レーザ素子において発光効率を低下させる要因となっていた。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、窒化物半導体を活性層に用いた面発光レーザ素子において、発光効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本面発光レーザ素子は、窒化物半導体を活性層に用いた面発光レーザ素子であって、下部ブラッグ反射鏡、活性層、及び上部ブラッグ反射鏡を含む積層体を有し、前記活性層と前記上部ブラッグ反射鏡との間にトンネル接合構造が設けられ、前記トンネル接合構造は、前記活性層に近い側から順に積層された、ｐ型からなる５×１０１９ａｔｏｍ／ｃｍ３以上のドーピングがなされた第１窒化物化合物半導体層と、アンドープの第２窒化物化合物半導体層と、ｎ型からなる５×１０１９ａｔｏｍ／ｃｍ３以上のドーピングがなされ、前記第１窒化物化合物半導体層のバンドギャップより大きなバンドギャップを有する第３窒化物化合物半導体層と、を備え、前記活性層と前記トンネル接合構造の間に電流狭窄構造を有することを要件とする。
【発明の効果】
【００１３】
開示の技術によれば、窒化物半導体を活性層に用いた面発光レーザ素子において、発光効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態に係るトンネル接合構造について説明する図である。
【図２】第１の実施の形態に係る面発光レーザ素子を例示する断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る面発光レーザ素子の製造工程を例示する図（その１）である。
【図４】第１の実施の形態に係る面発光レーザ素子の製造工程を例示する図（その２）である。
【図５】第１の実施の形態の変形例１に係る面発光レーザ素子を例示する断面図である。
【図６】第１の実施の形態の変形例２に係る面発光レーザ素子を例示する断面図である。
【図７】第１の実施の形態の変形例２に係る面発光レーザ素子の製造工程を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１６】
（トンネル接合構造）
図１は、本実施の形態に係るトンネル接合構造について説明する図である。通常のトンネル構造は、高ドープのｐ層と高ドープのｎ層とが接していることにより空乏層が薄くなり、その薄くなった空乏層を通してトンネル電流が流れるという特性を示す。
【００１７】
これに対して、図１（ａ）に示すように、本実施の形態に係るトンネル接合構造１２０は、高ドープのｐ型窒化物化合物半導体層１０８（第１窒化物化合物半導体層）と、薄いアンドープ層１０９（第２窒化物化合物半導体層）と、高ドープのｎ型窒化物化合物半導体層１１０（第３窒化物化合物半導体層）との積層構造からなる。すなわち、本実施の形態に係るトンネル接合構造１２０では、ｐ型窒化物化合物半導体層１０８とｎ型窒化物化合物半導体層１１０との間にアンドープ層１０９が設けられている。
【００１８】
ｐ型窒化物化合物半導体層１０８としては、例えば、ｐ−ＧａＮを用いることができる。アンドープ層１０９としては、例えば、ＧａＮを用いることができる。ｎ型窒化物化合物半導体層１１０としては、例えば、ｎ−ＡｌＧａＮを用いることができる。
【００１９】
図１（ｂ）は、トンネル接合構造のバンド図を簡易的に示したものである。トンネル接合構造１２０において、上記の材料を用いた場合、ＧａＮ系材料の極性面であるｃ面上で、ｎ型窒化物化合物半導体層１１０を構成するｎ−ＡｌＧａＮと、ｎ−ＡｌＧａＮよりバンドギャップの小さいＧａＮのアンドープ層１０９を隣接させると、その界面においてピエゾ分極によるバンドの曲がりが大きく生じ、図１（ｂ）に示すように２次元電子ガスＧが生じる。
【００２０】
２次元電子ガスＧは、アンドープ層１０９中ではほぼ抵抗無しに移動できるため、横方向に極めて低抵抗に電流が流れ得る。ここで、アンドープ層１０９を比較的薄く（例えば、１０〜２０ｎｍ程度）し、アンドープ層１０９の下側に高ドープのｐ型窒化物化合物半導体層１０８を設けると、通常のトンネル接合よりも空乏層が広くなる。そのため、アンドープ層１０９を設けない構造よりトンネル電流に対する抵抗は上昇するが、トンネル接合中に２次元電子ガスＧを有する構造を得ることができる。
【００２１】
ここで、高ドープとは、ｐ型窒化物化合物半導体層又はｎ型窒化物化合物半導体層に５×１０１９ａｔｏｍ／ｃｍ３以上のドーピングがなされたことを意味する。ｐ型窒化物化合物半導体層又はｎ型窒化物化合物半導体層に５×１０１９ａｔｏｍ／ｃｍ３以上のドーピングが必要な理由は、トンネル接合を形成し、トンネル電流を流すために、空乏層を十分に薄くしなければならないためである。５×１０１９ａｔｏｍ／ｃｍ３未満のドーピングでは空乏層が広くなるため、十分なトンネル電流が流れなくなる。
【００２２】
トンネル接合構造１２０では、トンネル電流によりｃ面に垂直に電流を流しうると同時に、水平方向に半導体層を用いながら低抵抗に電流が流れるため、トータルで素子の抵抗を低減できる。又、トンネル接合構造１２０を面発光レーザ素子に適用することにより、ＩＴＯ等の吸収のある材料を用いない、窒化物半導体を活性層に用いた面発光レーザ素子を実現できる。
【００２３】
すなわち、窒化物半導体を活性層に用いた面発光レーザ素子における横方向の電流注入の低抵抗化を図ることができると共に、ＩＴＯ等による吸収の低減を図ることが可能になり、面発光レーザ素子のよりいっそうの発光効率の向上が可能となる。
【００２４】
以下、トンネル接合構造１２０を備えた面発光レーザ素子の具体的な実施の形態について説明する。
【００２５】
〈第１の実施の形態〉
（面発光レーザ素子の概要）
図２は、第１の実施の形態に係る面発光レーザ素子を例示する断面図である。図２に示すように、面発光レーザ素子１０は、柱状構造のメサ１５０を有している。面発光レーザ素子１０の上部から視たメサ１５０の形状は、円形であってもよく、楕円形、正方形、長方形等であってもよい。面発光レーザ素子１０では、基板１０１と反対側（図１の矢印Ｌ方向）にレーザ光が出射される。面発光レーザ素子１０の発振波長λは、例えば、近紫外光から青色の波長帯域とすることができる。
【００２６】
面発光レーザ素子１０において、基板１０１上には、下部ブラッグ反射鏡である半導体ブラッグ反射鏡１０２（以下、半導体ＤＢＲ１０２とする）が形成されている。なお、ＤＢＲとは、Distributed Bragg Reflectorの略である。
【００２７】
基板１０１としては、例えば、ＧａＮ基板を用いることができる。半導体ＤＢＲ１０２は、例えば、ＡｌＩｎＮ／ＧａＮからなる構造を有しており、後述の活性層１０５の発振波長に合わせた膜厚に設計されている。
【００２８】
半導体ＤＢＲ１０２上には、下部キャビティ１０３が形成されている。下部キャビティ１０３は、例えば、ｎ−ＧａＮから形成することができる。メサ１５０の周辺部に露出する下部キャビティ１０３の外縁部には、第１ｎ側電極１０４が形成されている。
【００２９】
下部キャビティ１０３の上には、窒化物半導体を用いた活性層１０５が形成されている。活性層１０５としては、例えば、ＩｎＧａＮ／ＧａＮの多重量子井戸構造を用いることができる。ＩｎＧａＮは、青色レーザの活性層として好適であり、組成を調整することで波長をある程度調整可能である。
【００３０】
活性層１０５の上には、上部キャビティ１０６が形成されている。上部キャビティ１０６は、例えば、ｐ−ＧａＮから形成することができる。上部キャビティ１０６の上側の周辺部分には、電流狭窄層１１３が形成されている。電流狭窄層１１３は高抵抗領域であり、電流狭窄層１１３の内側は、低抵抗領域となる。
【００３１】
電流狭窄層１１３の上及び電流狭窄層１１３の内側に位置する上部キャビティ１０６の上には、キャリアブロック層１０７が形成されている。キャリアブロック層１０７としては、例えば、ＡｌＮ／ＧａＮの超格子構造等を用いることができる。キャリアブロック層１０７は、活性層１０５からのキャリアオーバーフローを抑制し活性層１０５での再結合確率を上げる機能を有している。
【００３２】
キャリアブロック層１０７の上には、トンネル電流が流れ得るトンネル接合構造１２０が形成されている。トンネル接合構造１２０は、活性層１０５に近い側から順に積層された、ｐ型窒化物化合物半導体層１０８と、アンドープ層１０９と、ｎ型窒化物化合物半導体層１１０とを備えている。
【００３３】
ｐ型窒化物化合物半導体層１０８は、例えば、Ｍｇを高濃度にドープしたｐ−ＧａＮにより形成することができる。Ｍｇのドーピング量は５×１０１９ａｔｏｍ／ｃｍ３以上とすることが好ましく、例えば１×１０２０ａｔｏｍ／ｃｍ３とすることができる。
【００３４】
アンドープ層１０９は、例えば、ＧａＮから形成することができる。アンドープ層１０９の厚さは、例えば、１０ｎｍ程度とすることができる。なお、アンドープ層１０９を薄くし過ぎると２次元電子ガスの形成が難しくなる。そのため、アンドープ層１０９の厚さは、５ｎｍ以上とする必要があり、１０ｎｍ以上とすることが好ましい。アンドープ層１０９の厚さが５ｎｍ以上必要であることは、簡易的なバンド計算から見積もることができる。
【００３５】
但し、アンドープ層１０９を厚くし過ぎると空乏層が厚くなるため抵抗が高くなる。そのため、アンドープ層１０９の厚さは、不必要に厚くすることは望ましくない。抵抗は前後の層のドーピング濃度により異なるが、抵抗を不必要に高くしないためにはアンドープ層１０９の厚さを１００ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００３６】
ｎ型窒化物化合物半導体層１１０は、ｐ型窒化物化合物半導体層１０８のバンドギャップより大きなバンドギャップを有している。ｎ型窒化物化合物半導体層１１０は、例えば、Ｓｉを高濃度にドープしたｎ−ＡｌＧａＮにより形成することができる。Ｓｉのドーピング量は５×１０１９ａｔｏｍ／ｃｍ３以上とすることが好ましく、例えば１×１０２０ａｔｏｍ／ｃｍ３とすることができる。
【００３７】
又、ｎ型窒化物化合物半導体層１１０を構成するｎ−ＡｌＧａＮにおけるＡｌ組成は０．２程度とすることが好ましい。Ａｌ組成が高すぎるとｎ型窒化物化合物半導体層１１０が高抵抗になりやすく、ＧａＮに対する歪が大きくなるため、格子整合で成長できる範囲に組成や膜厚を調整する必要がある。
【００３８】
トンネル接合構造１２０において、アンドープ層１０９とｎ型窒化物化合物半導体層１１０との界面近傍には、例えば１×１０２０ａｔｏｍ／ｃｍ３程度のキャリア密度を有する２次元電子ガスが形成できる。
【００３９】
ｎ型窒化物化合物半導体層１１０の上の外縁部には、第２ｎ側電極１１１が形成されている。
【００４０】
ｎ型窒化物化合物半導体層１１０の上の第２ｎ側電極１１１よりも中央側には、上部ブラッグ反射鏡である誘電体ＤＢＲ１１２が形成されている。誘電体ＤＢＲ１１２は、例えば、ＴｉＯ２／ＳｉＯ２の多層膜構造とすることができる。但し、誘電体ＤＢＲ１１２を他も材料から形成しても構わない。
【００４１】
（面発光レーザ素子の製造方法）
図３及び図４は、第１の実施の形態に係る面発光レーザ素子の製造工程を例示する図である。まず、図３（ａ）に示す工程では、基板１０１（ウェハ）上に、半導体層の積層体を形成する。積層体は、例えば、ＭＯＶＰＥ（Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy）を用いて基板１０１上に成長させることができる。
【００４２】
具体的には、例えば、ＧａＮからなる基板１０１（ウェハ）上に半導体ＤＢＲ１０２を成長する。半導体ＤＢＲ１０２は、例えば、ＡｌＩｎＮ／ＧａＮから形成することができる。半導体ＤＢＲ１０２の帯域は、活性層１０５の発振波長に合わせて設計した膜厚で成長させる。
【００４３】
更に、半導体ＤＢＲ１０２の上に、例えばｎ−ＧａＮからなる下部キャビティ１０３を成長し、その後、下部キャビティ１０３の上に、例えばＩｎＧａＮ／ＧａＮの多重量子井戸構造の活性層１０５を成長する。更に、活性層１０５の上に、例えばｐ−ＧａＮからなる上部キャビティ１０６を成長する。
【００４４】
その後、いったん成長を中断し、上部キャビティ１０６の上側の周辺部分に、電流狭窄層１１３を選択的に形成する。電流狭窄層１１３は、例えば、上部キャビティ１０６にＢ原子を過剰に注入して高抵抗化することにより形成できる。但し、電流狭窄層１１３は、原子の注入には限定されず、他の方法で形成しても構わない。
【００４５】
次に、図３（ｂ）に示す工程では、電流狭窄層１１３の上及び電流狭窄層１１３の内側に位置する上部キャビティ１０６の上に、例えばＡｌＮ／ＧａＮの超格子構造等のキャリアブロック層１０７を形成する。そして、キャリアブロック層１０７の上に、ｐ型窒化物化合物半導体層１０８、アンドープ層１０９、及びｎ型窒化物化合物半導体層１１０が順次積層されたトンネル接合構造１２０を形成する。ｐ型窒化物化合物半導体層１０８及びｎ型窒化物化合物半導体層１１０のドーピング量や、アンドープ層１０９の厚さは、前述の通りである。
【００４６】
ｐ型窒化物化合物半導体層１０８及びｎ型窒化物化合物半導体層１１０のドーピングは、例えば、ＭＯＣＶＤ法ではｐ型の場合はＣｐ２Ｍｇ、ｎ型の場合はモノシランなどのドーパント原料を各層の成長中に必要な濃度で導入することでなされる。ドーパント原料、濃度に関しては必要に応じて変更することが可能である。
【００４７】
次に、図４（ａ）に示す工程では、メサ１５０を形成する。具体的には、まず、ｎ型窒化物化合物半導体層１１０の上に、メサ１５０を形成するためのマスクパターンを形成する。マスクパターンは、例えば、ｎ型窒化物化合物半導体層１１０の上面全体にＣＶＤ法等によりＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜等を成膜し、フォトレジスト等でパターニング後、不要部をエッチングにより除去することで形成できる。
【００４８】
その後、マスクパターンをエッチングマスクとし、例えば、反応性イオンビームエッチング法、誘導結合プラズマエッチング法等のドライエッチング法によりメサ１５０を形成する。例えば、メサ１５０のエッチングを下部キャビティ１０３内で止める。この場合、メサ１５０の周囲に下部キャビティ１０３が露出する。メサ１５０のエッチング後、マスクパターンを除去する。
【００４９】
次に、図４（ｂ）に示す工程では、熱アニールを行ってｐ−ＧａＮを活性化する。そして、メサ１５０の周辺部に露出する下部キャビティ１０３の外縁部に、第１ｎ側電極１０４を形成する。又、ｎ型窒化物化合物半導体層１１０の上の外縁部に、第２ｎ側電極１１１を形成する。更に、ｎ型窒化物化合物半導体層１１０の上の第２ｎ側電極１１１よりも中央側に、例えばＴｉＯ２／ＳｉＯ２を交互に積層し、多層膜構造の誘電体ＤＢＲ１１２を形成する。以上の工程により、面発光レーザ素子１０が完成する。
【００５０】
面発光レーザ素子１０においては、活性層１０５へのキャリア注入は以下の通りに行われる。第１ｎ側電極１０４から下部キャビティ１０３に電子が供給され、更に、下部キャビティ１０３を介して活性層１０５に電子が供給される。
【００５１】
一方、第２ｎ側電極１１１からｎ型窒化物化合物半導体層１１０に電子が供給され、更に、ｎ型窒化物化合物半導体層１１０から２次元電子ガスを形成したアンドープ層１０９に電子が注入される。
【００５２】
アンドープ層１０９に注入された電子は横方向に移動し、電流狭窄層１１３のない部分でトンネル接合を介してｐ型窒化物化合物半導体層１０８側にキャリア注入される。形成されたキャリアはホールとなり、電流狭窄層１１３のない部分を通じて上部キャビティ１０６に注入され、更に活性層１０５に注入される。このようにして、活性層１０５でキャリアの発光を行うことができる。
【００５３】
このように、窒化物半導体を活性層１０５に用いた面発光レーザ素子１０において、２次元電子ガスを形成できるトンネル接合構造１２０を用いることで、上部キャビティ１０６へのキャリア注入を低抵抗に行うことが可能となるため、発光効率を向上することができる。又、面発光レーザ素子１０の構造では、ＩＴＯ等の吸収の多い材料を用いる必要がないため、この点でも発光効率を向上することができる。
【００５４】
なお、本実施の形態において、発光効率とは、デバイスに注入されるエネルギーに対するレーザの出力の比率であり、発光効率が高いほど好ましい。
【００５５】
〈第１の実施の形態の変形例１〉
第１の実施の形態の変形例１では、ｎ型窒化物化合物半導体層の上にコンタクト層を設ける例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００５６】
図５は、第１の実施の形態の変形例１に係る面発光レーザ素子を例示する断面図である。図５に示す面発光レーザ素子１０Ａは、ｎ型窒化物化合物半導体層１１０の上にコンタクト層２１４が設けられ、コンタクト層２１４の上に第２ｎ側電極１１１が設けられた点が面発光レーザ素子１０（図２参照）と相違する。コンタクト層２１４は、例えば、ｐ−ＧａＮにより形成することができる。
【００５７】
ｎ型窒化物化合物半導体層１１０をｎ−ＡｌＧａＮで形成した場合、Ａｌ組成によっては、ｎ型窒化物化合物半導体層１１０の上に第２ｎ側電極１１１を形成することが難しい場合がある。そこで、ｎ型窒化物化合物半導体層１１０の上に、例えばｐ−ＧａＮをドーピング量１×１０１９ａｔｏｍ／ｃｍ３程度で形成し、その上に第２ｎ側電極１１１を設けている。この場合、ｐｎ接合の順方向を通じてからトンネル接合構造１２０にキャリア注入することとなる。
【００５８】
このように、ｎ型窒化物化合物半導体層１１０の上にコンタクト層２１４を設けることにより、ｎ型窒化物化合物半導体層１１０の組成の自由度（例えば、Ａｌ組成の自由度）を向上することができる。
【００５９】
〈第１の実施の形態の変形例２〉
第１の実施の形態の変形例２では、下部ＤＢＲとして半導体ＤＢＲに代えて誘電体ＤＢＲを設ける例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例２において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００６０】
図６は、第１の実施の形態の変形例２に係る面発光レーザ素子を例示する断面図である。図６に示す面発光レーザ素子１０Ｂは、基板１０１が放熱用基板３０１に置換され、半導体ＤＢＲ１０２が誘電体ＤＢＲ３０２に置換された点が面発光レーザ素子１０（図２参照）と相違する。
【００６１】
放熱用基板３０１としては、例えば、放熱特性に優れたＳｉＣ等の基板を用いることができる。放熱用基板はサファイアより熱伝導率が高く、放熱特性に優れた基板なら他の材料でも可能である。誘電体ＤＢＲ３０２は、例えば、ＴｉＯ２／ＳｉＯ２の多層膜構造とすることができる。放熱用基板３０１は、誘電体ＤＢＲ３０２の直下に配置されている。
【００６２】
面発光レーザ素子１０Ｂを製造するには、まず、図７（ａ）に示すように、サファイア基板４５１の上に、例えばｎ−ＧａＮからなる下部キャビティ１０３を成長し、その後、第１の実施の形態と同様にして各層を形成する。
【００６３】
次に、図７（ｂ）に示すように、保持基板４５２を準備する。そして、保持基板４５２の上に、ワックス４５３を用いて図７（ａ）に示す構造体を上下反転させた状態で固定し、サファイア基板４５１を除去する。サファイア基板４５１の除去は、例えば、レーザリフトオフ等で行うことができる。
【００６４】
その後、下部キャビティ１０３の表面を平坦化し、下部キャビティ１０３の上に誘電体ＤＢＲ３０２を形成する。誘電体ＤＢＲ３０２は、例えば、下部キャビティ１０３の上にＴｉＯ２／ＳｉＯ２を交互に積層して形成できる。その後、誘電体ＤＢＲ３０２に放熱用基板３０１を接着し、ワックス４５３を除去することにより、面発光レーザ素子１０Ｂ（図６参照）が完成する。
【００６５】
面発光レーザ素子１０Ｂでは、上下のＤＢＲを何れも誘電体ＤＢＲとしているため、一方に半導体ＤＢＲを用いた場合よりも反射帯域を広くすることが可能となる。これにより、一方に半導体ＤＢＲを用いた場合よりも安定な特性の面発光レーザ素子１０Ｂを作製できる。ここで言う特性とは、例えば、発振波長、出力、しきい電流等である。
【００６６】
又、面発光レーザ素子１０Ｂでは、誘電体ＤＢＲ３０２は放熱用基板３０１の上に直接形成されているそのため、誘電体ＤＢＲ３０２から放熱用基板３０１に直接放熱することが可能となり、基板１０１を介して放熱する場合よりも放熱特性が向上し、面発光レーザ素子１０Ｂの特性を向上することができる。ここで言う特性とは、例えば、出力やしきい電流等である。
【００６７】
以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１０、１０Ａ、１０Ｂ  面発光レーザ素子
１０１  基板
１０２  半導体ブラッグ反射鏡（半導体ＤＢＲ）
１０３  下部キャビティ
１０４  第１ｎ側電極
１０５  活性層
１０６  上部キャビティ
１０７  キャリアブロック層
１０８  ｐ型窒化物化合物半導体層（第１窒化物化合物半導体層）
１０９  アンドープ層（第２窒化物化合物半導体層）
１１０  ｎ型窒化物化合物半導体層（第３窒化物化合物半導体層）
１１１  第２ｎ側電極
１１２  誘電体ＤＢＲ
１１３  電流狭窄層
１２０  トンネル接合構造
１５０  メサ
２１４  コンタクト層
３０１  放熱用基板
３０２  誘電体ＤＢＲ
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００６９】
【非特許文献１】APPLIED PHYSICS LETTERS 101, 151113 (2012)
【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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