(57)【要約】【課題】高密度欠陥領域を周期的に有するという半導体基板の特質を利用した窒化物系化合物半導体素子及びその作製方法を提供する。【解決手段】本ＧａＮ系半導体レーザ素子５０は、低密度欠陥領域と基板面内に周期的に配列された高密度欠陥領域とからなるｎ型ＧａＮ基板１２上に、ｎ型ＧａＮ層１４、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１６、活性層２０、ｐ型ＧａＮ光導波層２２、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２４及びｐ型ＧａＮコンタクト層２６の積層構造を備えている。高密度欠陥領域のコア部１２ａに貫通孔３２を設ける。貫通孔３２の延長方向線上の前記積層構造の少なくとも上部に結晶が変質し電気抵抗が高くなったイオン注入領域５２を形成する。ＧａＮ系半導体レーザ素子５０の注入電流領域はイオン注入領域５２により狭窄する。ｎ側電極３０は貫通孔３２の間に設け、ｐ側電極２８はｎ側電極３０の真上に設ける。【選択図】図５
2008091949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体結晶基板上に、窒化物系化合物半導体の積層構造を備える窒化物系化合物半導体素子であって、
前記半導体結晶基板は低密度欠陥領域と当該低密度欠陥領域内に前記半導体結晶基板面内に周期的に配列された高密度欠陥領域とからなり、
前記高密度欠陥領域は前記半導体結晶基板を貫通し、
前記半導体結晶基板が、前記高密度欠陥領域内で欠陥密度が最も高いコア領域を貫通する、又は未貫通するように前記半導体結晶基板に設けられた孔を備え、
当該孔の延長方向線上の前記積層構造の少なくとも上部が、イオン注入により結晶が変質し、電気抵抗が高くなったイオン注入領域として形成され、
前記窒化物系化合物半導体素子の注入電流領域は、前記積層構造の少なくとも上部に設けられた前記イオン注入領域により狭窄されていることを特徴とする窒化物系化合物半導体素子。
【請求項２】
一方の電極が前記半導体結晶基板裏面の前記孔間に設けられ、能動領域及び他方の電極が、それぞれ、前記孔の延長方向線間の前記積層構造内及び前記積層構造上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の窒化物系化合物半導体素子。
【請求項３】
前記高密度欠陥領域が、前記半導体結晶基板の基板面上で正方形格子状、長方形格子状、及び六方格子状のいずれかの配置で点在していることを特徴とする請求項１または２に記載の窒化物系化合物半導体素子。
【請求項４】
前記高密度欠陥領域が、前記半導体結晶基板の基板面上で相互に離隔して平行に、かつ周期的に配置された線状の高密度欠陥領域であることを特徴とする請求項１または２に記載の窒化物系化合物半導体素子。
【請求項５】
前記線状の高密度欠陥領域は、点状の高密度欠陥領域が相互に接して、又は断続して線状に配置されてなる高密度欠陥領域であることを特徴とする請求項４に記載の窒化物系化合物半導体素子。
【請求項６】
半導体結晶基板上に、窒化物系化合物半導体の積層構造を備える窒化物系化合物半導体素子の作製方法であって、
前記半導体結晶基板は低密度欠陥領域と当該低密度欠陥領域内に前記半導体結晶基板面内に周期的に配列された高密度欠陥領域とからなり、
前記高密度欠陥領域は前記半導体結晶基板を貫通しており、
前記高密度欠陥領域内で欠陥密度が最も高いコア領域を貫通する孔又は未貫通する孔を前記半導体結晶基板に設ける工程と、
前記半導体結晶基板上に前記積層構造を形成する工程と、
前記孔の延長方向線上の前記積層構造の少なくとも上部にイオン注入して結晶を変質させ、電気抵抗の高いイオン注入領域を形成する工程とを有することを特徴とする窒化物系化合物半導体素子の作製方法。
【請求項７】
前記イオン注入領域を形成する工程では、イオン注入領域を制限するマスクを設けることなく、前記半導体結晶基板全面にイオン注入することを特徴とする請求項６に記載の窒化物系化合物半導体素子の作製方法。
【請求項８】
前記高密度欠陥領域が、前記半導体結晶基板の基板面上で正方形格子状、長方形格子状、及び六方格子状のいずれかの配置で点在していることを特徴とする請求項６または７に記載の窒化物系化合物半導体素子の作製方法。
【請求項９】
前記高密度欠陥領域が、前記半導体結晶基板の基板面上で相互に離隔して平行に、かつ周期的に配置された線状の高密度欠陥領域であることを特徴とする請求項６または７に記載の窒化物系化合物半導体素子の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物系化合物半導体レーザ素子、窒化物系化合物半導体発光ダイオード、窒化物系化合物半導体電子素子等の窒化物系化合物半導体素子及びその作製方法に関し、更に詳細には、作製容易な構成の電流狭窄構造を備える窒化物系化合物半導体素子及びその作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＧａＩｎＮ、ＡｌＧａＩｎＮ、ＡｌＢＧａＩｎＮなどのナイトライド化合物半導体（以下、窒化物系化合物半導体と言う）は、ＡｌＧａＩｎＡｓ系やＡｌＧａＩｎＰ系などのIII −Ｖ族化合物半導体に比べて、一般に、バンドギャップエネルギーＥｇが大きく、かつ直接遷移型半導体であるという特徴を有している。
この特徴により、これらの窒化物系化合物半導体は、紫外線から赤色に至る広い波長領域において発光する半導体レーザ素子や、発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）などの半導体発光素子を作製する材料として注目されている。
そして、これらの半導体発光素子は、高密度光ディスクの記録／再生光ピックアップ用の光源、フルカラー・ディスプレイの発光素子、その他、環境・医療などの分野の発光デバイスとして、広く応用されつつある。
【０００３】
また、これらの窒化物系化合物半導体には、例えば高電界域でＧａＮの飽和速度が大きいこと、或いはＭＩＳ（Metal-Insulator-Semiconductor ）構造の作製に際し、半導体層として窒化物系化合物半導体を、絶縁層として窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を用い、半導体層及び絶縁層を連続して結晶成長させることが出来るというような特徴がある。
この特徴により、窒化物系化合物半導体素子は、飽和ドリフト速度や静電破壊電圧が大きく、高速動作性、高速スイッチング性、大電流動作性などに優れた電子素子として注目されている。
【０００４】
更に、窒化物系化合物半導体は、（１）熱伝導性がＧａＡｓ系などより高いので、ＧａＡｓ系に比べて高温下の高出力素子の材料として有利である、（２）化学的に安定した材料であり、また硬度も高いので、信頼性の高い素子材料であると評価できる。
【０００５】
一般に、半導体膜を基板上に成長させる時には、成長膜と同類あるいは格子定数の近いバルク基板を基板として用いる。従って、窒化物系半導体素子の場合には、例えば同じ窒化物系半導体からなるＧａＮ基板等が望ましいが、ＧａＮ基板の作製は超高圧、超高温のもとで小さなサイズの基板ができているに過ぎず、実用的に大きなサイズの基板を作製することは極めて困難である。
窒化物系半導体素子の基板としてＳｉＣ基板、ＺｎＯ基板、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 基板も使用されてきたが、一般的には、窒化物系半導体素子はサファイア基板上に作製されることが最も多い。
【０００６】
サファイア基板は、高品質かつ安価で２インチ以上のサイズのものが供給されているが、窒化物系半導体の典型であるＧａＮとは、格子不整合と熱膨張係数差が大きいという問題を有する。また、サファイア基板は、劈開性がなく、電気伝導性が小さく電気的に絶縁である。
例えば、サファイアとＧａＮとの格子不整合は約１３％であって大きいので、サファイア基板とＧａＮ層の間に緩衝層を設けて不整合を緩和し、良好な単結晶のＧａＮ層をエピタキシャル成長させるようにしているものの、その欠陥密度は、例えば１０8 〜１０9 ｃｍ-2程度にも達していて、半導体素子の動作信頼性にとって悪影響を与えている。
【０００７】
更に、（１）サファイア基板とＧａＮ層との熱膨張係数の差が大きいので、結晶成長膜が厚いと、室温でも基板反りが大きくなって、クラックの発生が心配される等の素子形成プロセス上で制約が多く、また、（２）サファイア基板には劈開性が無く、鏡面性の高いレーザ端面を安定して形成することが難しい、更には、（３）サファイアが絶縁性のために、ＧａＡｓ系半導体レーザ素子のように基板裏面に一方の電極を設けることが難しく、ｐ側電極及びｎ側電極の双方を基板上の窒化物系化合物半導体の積層構造側に設けることが必要となり、素子面積が広くなり、工程が複雑になる。
【０００８】
そこで、窒化物系化合物半導体、特にＧａＮ系化合物半導体と格子整合するＧａＮ単結晶基板を工業的に容易な方法で作製する研究が盛んに行われている。
その一つとして、例えば、特開２００１−１０２３０７号公報は、気相成長の成長表面が平面状態でなく、三次元的なファセット構造を持つようにし、ファセット構造を持ったまま、ファセット構造を埋め込まないで成長させることにより転位を低減するようにした単結晶窒化ガリウムの結晶成長方法を開示している。本方法によれば、窓付きマスクを介してＧａＡｓ基板上にＧａＮ単結晶層を成長させ、成長させたＧａＮ単結晶層をスライシングすることにより、ＧａＮ単結晶基板を作製することができる。
【０００９】
ところで、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体レーザ素子、あるいはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体レーザ素子等の半導体レーザ素子８０は、図９に示すように、第１導電型、例えばｎ型の化合物半導体基板８２上に、順次、少なくともｎ型の第１クラッド層８４、ノンドープあるいは低不純物濃度の第１導電型もしくは第２導電型つまりｐ型の活性層８６、第２導電型、即ちｐ型の第２クラッド層８８、及びｐ型の高不純物濃度のキャップ層９０の積層構造を有する。
一方の電極（ｐ側電極）９２がキャップ層９０上にオーミックに接続され、半導体基板８２の裏面には、他方の電極、すなわちｎ側電極９４がオーミックに接続されている。
【００１０】
半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を光源として使用するとき、横モードが単一モード（単峰性）であることが要求されるものの、上述の積層構造のままでは、発光層中のキャリア濃度の変化が利得や屈折率に大きな変化を及ぼして横モードの単一モード性を実現することが難しい。
そこで、発光層の一部のみに光を閉じ込めて横モードを制御するために、ストライプ構造を形成して、ストライプ構造に光を閉じ込めることが多い。光閉じ込めのためのストライプ構造には、利得導波型と屈折率導波型の２種類がある。
【００１１】
そして、利得導波型のストライプ構造は、図１０（ａ）に示すように、ｐ型層９６及びｎ型層９８からなるｐｎ接合分離を適用して注入電流を狭窄する電流狭窄構造を形成している。
また、屈折率導波型のストライプ構造は、積層構造を部分的に、例えば図１０（ｂ）に示すように、キャップ層９０及び第２クラッド層８８の上部を除去して横方向の実効屈折率が異なるリッジ構造１００を形成し、実効屈折率差により横方向の光閉じ込めを行っている。図１０（ｂ）中、１０２はＳｉＯ2 膜等の絶縁膜である。
このような利得導波型及び屈折率導波型の半導体レーザ素子を形成するには、例えば、複数回の結晶成長とエッチングプロセスの組み合わせ、あるいはイオン注入などのプロセス工程により作製されている。
【特許文献１】特開２００１−１０２３０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、エッチングに際し、窒化物系化合物半導体は、ＧａＡｓ系、ＩｎＰ系等の化合物半導体に比べて、耐薬品性が著しく強いために、ウエットエッチングを適用することが難しい。
例えば、典型的な窒化物系化合物半導体である窒化ガリウム（ＧａＮ）などは、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）などのスパッタエッチングが一般的である。この方法では、エッチングガスに含まれている反応種が活性ラジカルやイオンに解離し、これらの化学反応及び基板への衝突によってエッチングが進行する。このためダメージが残り素子特性を悪化させる要因となることが危惧されてきた。
また、窒化物系化合物半導体は、一般に、結晶結合が強く、イオン注入を円滑に行うことが難しい。
【００１３】
そこで、窒化物系化合物半導体の横モードを制御する電流狭窄構造を容易に作製できる方法が望まれている。
以上の説明では、窒化物系化合物半導体レーザ素子を例にして説明したが、これは、窒化物系化合物半導体素子全般に該当することである。
【００１４】
よって、本発明の目的は、半導体基板の特質を利用して、窒化物系化合物半導体の横モードを制御する電流狭窄構造を有し、作製容易な構成の窒化物系化合物半導体素子及びその作製方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者は、上述の課題を解決する研究の過程で、低密度欠陥領域中に高密度欠陥領域が規則的、例えば周期的に配列されている、新規な構成の半導体基板として開発されたＧａＮ単結晶基板に注目した。
このＧａＮ単結晶基板は、特開２００１−１０２３０７号公報に開示された技術を改良し、低密度欠陥領域中に発生する高密度欠陥領域の位置を制御することにより、開発されたものである。
【００１６】
開発された半導体基板の高密度欠陥領域の配列パターンは、自在であって、例えば、図８に示すような正方形格子状の配列、図１１（ａ）に示すような長方形格子状の配列、図１１（ｂ）に示すように六方格子状の配列等がある。図８（ａ）及び（ｂ）は、高密度欠陥領域を説明するＧａＮ基板の平面図及び断面図である。
また、高密度欠陥領域の配列パターンは、上述のような分散型パターンだけではなく、例えば図１２（ａ）に示すように、点状の高密度欠陥領域が断続して線状に配置されたもの、更には図１２（ｂ）に示すように、高密度欠陥領域が線状に連続しているものも作製可能である。
【００１７】
ここで、ＧａＮ単結晶基板の作製方法を説明する。
ＧａＮ単結晶の基本的な結晶成長メカニズムは、ファセット面からなる斜面を有して成長し、そのファセット面斜面を維持して、成長することで、転位を伝播させ、所定の位置に転位を集合させる。このファセット面により成長した領域は、転位の移動により、低欠陥領域となる。
一方、そのファセット面斜面下部には、明確な境界を持った高密度の欠陥領域を有して成長が行われ、転位は、高密度の欠陥領域の境界あるいはその内部に集合し、ここで消滅あるいは蓄積する。
【００１８】
この高密度の欠陥領域の形状によって、ファセット面の形状も異なる。欠陥領域が、ドット状の場合は、そのドットを底として、ファセット面が取り巻き、ファセット面からなるピットを形成する。
また、欠陥領域が、ストライプ状の場合は、ストライプを谷底として、その両側にファセット面傾斜面を有し、横に倒した３角形のプリズム状のファセット面となる。
【００１９】
この高密度の欠陥領域は、いくつかの状態があり得る。例えば、多結晶からなる場合がある。また、単結晶であるが、周りの低欠陥領域に対して、微傾斜している場合もある。また、周りの低欠陥領域に対して、Ｃ軸が反転している場合もある。こうして、この高密度の欠陥領域は、明確な、境界を有しており、周りと区別される。
この高欠陥密度領域を有して成長することにより、その周りの、ファセット面を埋め込むことなく、ファセット面を維持して成長を進行することができる。
その後、ＧａＮ成長層の表面を研削、研磨を施すことにより、表面を平坦化し、基板として、使用できる形態とすることができる。
【００２０】
この高密度の欠陥領域を形成する方法は、下地基板上に、ＧａＮを結晶成長する際に、高密度欠陥領域を形成する場所に、種を予め形成しておくことにより、発生させることができる。その種としては、種となる微小領域に非晶質、あるいは多結晶の層を形成する。その上から、ＧａＮを成長することで、丁度その種の領域に、高密度の欠陥領域を形成することが出来る。
【００２１】
ＧａＮ単結晶基板の具体的な製造方法としては、次の通りである。まず、ＧａＮ層を成長させる下地基板を用いる。下地基板は、必ずしも特定せず、一般的なサファイア基板でも良いが、後工程で下地基板を除去することを考慮すると、ＧａＡｓ基板等が好ましい。
下地基板の上に、例えば、ＳｉＯ2 層からなる種を規則的に、例えば周期的に形成する。種の形状は、高密度欠陥領域の配列、形状に従って、ドット状、あるいはストライプ状である。
その後、Hydride Vapor Phase Epitaxy(ＨＶＰＥ) にて、ＧａＮを厚膜成長する。成長後、表面には、種のパターン形状に応じた、ファセット面が形成される。例えば、種がドット状のパターンの場合は、ファセット面からなるピットが規則正しく形成され、種がストライプ状の場合は、プリズム状のファセット面が形成される。
【００２２】
ＧａＮ層を成長させた後、下地基板を除去し、さらに、ＧａＮの厚膜層を、研削加工、研磨加工して表面を平坦化する。それによって、ＧａＮ基板を製造することができる。ＧａＮ基板の厚さは、自由に設定出来る。
この様にして作製された、ＧａＮ基板は、Ｃ面が主面であり、その中に、所定のサイズのドット状あるいはストライプ状の高欠陥密度領域が規則正しく、形成された基板となっている。高欠陥密度領域以外の単結晶領域は、高欠陥密度領域に比べ、転位密度が著しく低い低転位密度領域となっている。
【００２３】
本発明者は、上述のようにして作製されたＧａＮ基板上に積層された窒化物系化合物半導体の積層構造は、高密度欠陥領域の結晶欠陥が直上の積層構造に伝搬するので、ＧａＮ基板の高密度欠陥領域の直上部分の積層構造は、結晶欠陥密度が高い領域となっていること、従って高密度欠陥領域上の積層構造部分は、本来、レーザ構造の一部として取り扱えない部分であることに注目した。
そこで、本発明者は、ＧａＮ基板の高密度欠陥領域を電流狭窄領域とすることを着想し、実験の末に、本発明を発明するに到った。
【００２４】
上記目的を達成するために、上述の知見に基づいて、本発明に係る窒化物系化合物半導体素子（以下、第１の発明と言う）は、結晶欠陥密度が周囲より高い領域として、周期的な基板面上配列で基板を貫通している高密度欠陥領域を有する半導体結晶基板上に、窒化物系化合物半導体の積層構造を備える窒化物系化合物半導体素子であって、
基板が、高密度欠陥領域内で欠陥密度が最も高いコア領域を貫通する、又は未貫通するように基板に設けられた孔と、高電気抵抗物質で孔を埋め込んでなる高抵抗部とを備え、
窒化物系化合物半導体素子の注入電流領域は、基板に設けられた高抵抗部により狭窄されていることを特徴としている。
【００２５】
本発明で、孔は貫通孔でも、基板の途中まで開孔されている未貫通の孔でも良い。
本発明の窒化物系化合物半導体素子は、窒化物系半導体レーザ素子、窒化物系半導体発光ダイオード、窒化物系半導体電子素子等を含む概念である。また、半導体結晶基板とは、結晶欠陥密度が周囲より高い領域として、周期的な基板面上配列で基板を貫通している高密度欠陥領域を有する限り、その組成に制約はない。窒化物系化合物半導体とは、Ａｌa Ｂb Ｇａc Ｉｎd Ｎ（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１、０≦ａ、ｂ、ｃ、ｄ≦１）を言う。
第１の発明の好適な実施態様では、一方の電極が基板裏面の高抵抗部間に設けられ、能動領域及び他方の電極が、それぞれ、高抵抗部の延長方向線間の窒化物系化合物半導体の積層構造内及び積層構造上に設けられている。
【００２６】
また、本発明に係る別の窒化物系化合物半導体素子（以下、第２の発明と言う）は、結晶欠陥密度が周囲より高い領域として、周期的な基板面上配列で基板を貫通している高密度欠陥領域を有する半導体結晶基板上に、窒化物系化合物半導体の積層構造を備える窒化物系化合物半導体素子であって、
基板が、高密度欠陥領域内で欠陥密度が最も高いコア領域を貫通する、又は未貫通するように基板に設けられた孔と、基板の導電型と異なる導電型の材料で孔を埋め込んでなる異種導電型部を備え、
窒化物系化合物半導体素子の注入電流領域は、基板に設けられた異種導電型部により狭窄されていることを特徴としている。
【００２７】
第２の発明の好適な実施態様では、一方の電極が基板裏面の異種導電型部間に設けられ、能動領域及び他方の電極が、それぞれ、異種導電型部の延長方向線間の窒化物系化合物半導体の積層構造内及び積層構造上に設けられている。
【００２８】
また、本発明に係る更に別の窒化物系化合物半導体素子（以下、第３の発明と言う）は、結晶欠陥密度が周囲より高い領域として、周期的な基板面上配列で基板を貫通している高密度欠陥領域を有する半導体結晶基板上に、窒化物系化合物半導体の積層構造を備える窒化物系化合物半導体素子であって、
基板が、高密度欠陥領域内で欠陥密度が最も高いコア領域を貫通する、又は未貫通するように基板に設けられた孔とを備え、
孔の延長方向線上の積層構造の少なくとも上部が、イオン注入により結晶が変質し、電気抵抗が高くなったイオン注入領域として形成され、
窒化物系化合物半導体素子の注入電流領域は、積層構造の少なくとも上部に設けられたイオン注入領域により狭窄されていることを特徴としている。
【００２９】
第３の発明の好適な実施態様では、一方の電極が基板裏面の孔間に設けられ、能動領域及び他方の電極が、それぞれ、孔の延長方向線間の窒化物系化合物半導体の積層構造内及び積層構造上に設けられている。
【００３０】
本発明に係る窒化物系化合物半導体素子の作製方法（以下、第１の発明方法と言う）は、結晶欠陥密度が周囲より高い領域として、周期的な基板面上配列で基板を貫通している高密度欠陥領域を有する半導体結晶基板上に、窒化物系化合物半導体の積層構造を備える窒化物系化合物半導体素子を作製する方法であって、
高密度欠陥領域内で欠陥密度が最も高いコア領域を貫通する孔又は未貫通する孔を基板に設ける工程と、
孔を高抵抗物質で埋め込んで基板内に高抵抗部を設ける工程と、
基板上に窒化物系化合物半導体の積層構造を形成する工程と
を有することを特徴としている。
【００３１】
本発明に係る窒化物系化合物半導体素子の作製方法（以下、第２の発明方法と言う）は、結晶欠陥密度が周囲より高い領域として、周期的な基板面上配列で基板を貫通している高密度欠陥領域を有する半導体結晶基板上に、窒化物系化合物半導体の積層構造を備える窒化物系化合物半導体素子を作製する方法であって、
高密度欠陥領域内で欠陥密度が最も高いコア領域を貫通する孔又は未貫通する孔を基板に設ける工程と、
基板の導電型と異なる導電型の材料で孔を埋め込んで基板内に異種導電型部を設ける工程と、
基板上に窒化物系化合物半導体の積層構造を形成する工程と
を有することを特徴としている。
【００３２】
本発明に係る窒化物系化合物半導体素子の作製方法（以下、第３の発明方法と言う）は、結晶欠陥密度が周囲より高い領域として、周期的な基板面上配列で基板を貫通している高密度欠陥領域を有する半導体結晶基板上に、窒化物系化合物半導体の積層構造を備える窒化物系化合物半導体素子を作製する方法であって、
高密度欠陥領域内で欠陥密度が最も高いコア領域を貫通する孔又は未貫通する孔を基板に設ける工程と、
基板上に窒化物系化合物半導体の積層構造を形成する工程と、
孔の延長方向線上の積層構造の少なくとも上部にイオン注入して結晶を変質させ、電気抵抗の高いイオン注入領域を形成する工程と
を有することを特徴としている。
【００３３】
窒化物半導体の結晶が良好な領域は、極めて堅固で、結晶間結合が強く、イオンを注入することが容易でない。一方、高密度欠陥領域は結晶間結合が弱く、イオン注入され易い。これを利用して、自己整合的に、高密度欠陥領域にイオン注入することができる。
つまり、イオン注入領域を形成する工程では、イオン注入領域を制限するマスクを設けることなく、基板全面にイオン注入することもできる。
尚、高密度欠陥領域は、基板に貫通する柱状又は柱が横方向に連続して繋がっている板状の領域であり、高密度欠陥領域の断面形状は任意である。
第１から第３の発明方法によるときは、１回のエピタキシャル成長によって横モードを制御できる窒化物系化合物半導体素子を作製することができるから、その作製工程を従来に比べて著しく簡略化することができる。
本発明及び本発明方法で、高密度欠陥領域の配列パターンは自在であって、具体的には、高密度欠陥領域が、半導体結晶基板の基板面上で周期的に、例えば正方形格子状、長方形格子状、及び六方格子状のいずれかの配置で点在していても良い。
また、高密度欠陥領域が、半導体結晶基板の基板面上で相互に離隔して平行に、かつ周期的に配置された線状の高密度欠陥領域であって、点状の高密度欠陥領域が相互に接して、又は断続して線状に配置されてなる高密度欠陥領域、又は高密度欠陥領域が連続して線状に延在してなる高密度欠陥領域であっても良い。
【発明の効果】
【００３４】
第１の発明によれば、結晶欠陥密度が周囲より大きい高密度欠陥領域を周期的構造として有する半導体基板上に窒化物系化合物半導体の積層構造を形成する際、高密度欠陥領域内で欠陥密度が最も高いコア領域を貫通する、又は未貫通する孔を基板に設け、高電気
抵抗物質で孔を埋め込んで高抵抗部を形成している。
これにより、窒化物系化合物半導体素子の注入電流領域を高抵抗部により狭窄する電流狭窄構造を備えた窒化物系化合物半導体素子を実現している。
第２の発明によれば、結晶欠陥密度が周囲より大きい高密度欠陥領域を周期的構造として有する半導体基板上に窒化物系化合物半導体の積層構造を形成する際、高密度欠陥領域内で欠陥密度が最も高いコア領域を貫通する、又は未貫通する孔を基板に設け、基板の導電型と異なる導電型の材料で孔を埋め込んで異種導電型部を形成する。
これにより、窒化物系化合物半導体素子の注入電流領域を異種導電部により狭窄する電流狭窄構造を備えた窒化物系化合物半導体素子を実現している。
第３の発明によれば、結晶欠陥密度が周囲より大きい高密度欠陥領域を周期的構造として有する半導体基板上に窒化物系化合物半導体の積層構造を形成する際、高密度欠陥領域内で欠陥密度が最も高いコア領域を貫通する、又は未貫通する孔を基板に設け、孔の延長方向線上の積層構造の少なくとも上部にイオン注入してイオン注入領域を形成している。
これにより、窒化物系化合物半導体素子の注入電流領域をイオン注入領域により狭窄する電流狭窄構造を備えた窒化物系化合物半導体素子を実現している。
第１から第３の発明方法は、第１から第３の発明に係る窒化物系化合物半導体素子を作製する好適な方法を実現している。
第１から第３の発明に係る窒化物系化合物半導体素子は、横モードの制御が可能な利得導波型あるいは屈折率導波型素子を１回のエピタキシャル成長によって容易にかつ経済的に作製することができる。また、作製工程は極めて簡略化され、製品の歩留向上やコスト低減が図れるなど、工業的に多大な利益をもたらすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に、添付図面を参照し、実施形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。尚、以下の実施形態例で示した膜種、膜厚、成膜方法、その他寸法等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、本発明はこれら例示に限定されるものではない。
窒化物系化合物半導体素子の実施形態例１
本実施形態例は、第１の発明に係わる窒化物系化合物半導体素子をＧａＮ系半導体レーザ素子に適用した実施形態の一例であって、図１は本実施形態例のＧａＮ系半導体レーザ素子の要部の構成を示す断面図である。図８（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、本実施形態例のＧａＮ系半導体レーザ素子のＧａＮ基板の高密度欠陥領域の配置を示す平面図及び断面図である。
【００３６】
本実施形態例のＧａＮ系半導体レーザ素子１０が形成されるＧａＮ基板７６は、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、結晶欠陥密度が周囲の領域より高い、いわゆる高密度欠陥領域７８がＧａＮ基板７６を貫通して、かつ、平面的には基板面上で周期的な正方形格子状配列で存在しているという特質を有している。
本実施形態例のＧａＮ系半導体レーザ素子１０のＧａＮ基板１２は、ＧａＮ基板７６上で、図１３（ａ）に示すような配置で区画されている。図１３（ａ）中、１１０はＧａＮ系半導体レーザ素子１０のレーザストライプを示している。
【００３７】
本実施形態例のＧａＮ系半導体レーザ素子１０は、例えば、図１に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１２上に、膜厚３．０μｍのＳｉドープｎ型ＧａＮ層１４、膜厚０．５μｍのＳｉドープｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１６、膜厚０．１μｍのＳｉドープｎ型ＧａＮ光導波層１８、Ｇａ1-x Ｉｎx Ｎ（井戸層）およびＧａ1-y Ｉｎy Ｎ（障壁層）よりなる多重量子井戸構造を有する膜厚４０ｎｍの活性層２０、膜厚０．１μｍのＭｇドープｐ型ＧａＮ光導波層２２、膜厚０．５μｍのＭｇドープｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２４、及び膜厚０．５μｍのＭｇドープｐ型ＧａＮコンタクト層２６の積層構造を備えている。
【００３８】
Ｍｇドープｐ型ＧａＮコンタクト層２６上には、例えば、Ｐｄ（パラジウム）、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）を順次蒸着させてなる多層金属膜のｐ側電極２８、及びｎ型ＧａＮ基板１２の裏面には、例えば、Ｔｉ（チタン）、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）を順次蒸着させてなる多層金属膜のｎ側電極３０が設けてある。
【００３９】
ところで、本実施形態例では、ｎ型ＧａＮ基板１２の高密度欠陥領域のコア部１２ａには、図１に示すように、直径５０μｍの貫通孔３２が設けられ、高抵抗層３４、例えばＳｉＯ2 層又はＳｉＮx 層で埋め込まれている。コア部１２ａは、高密度欠陥領域のなかでも、特に結晶欠陥密度が高い部位であり、コア部１２ａと隣のコア部１２ａとの間の領域は、低密度欠陥領域である。
そして、ｎ側電極３０は、コア部１２ａと隣のコア部１２ａとの間に位置するように設けてあり、また、ｐ側電極２８は、ｎ側電極３０のほぼ真上に設けてある。
【００４０】
以上の構成により、高抵抗層３４が電流ブロック層となって、電流注入領域を高抵抗層３４で挟まれた領域に制限する。また、ＧａＮ系半導体レーザ素子１０の発光領域は、活性層２０のうち高抵抗層３４の延長方向線で挟まれた領域である。
本実施形態例のＧａＮ系半導体レーザ素子１０の電流狭窄構造は、リッジによる横方向光閉じ込め構造の形成、或いは従来のイオン注入法による高抵抗層の形成、ｐｎ接合分離法による電流ブロック層の形成に比べて、著しく構造が簡単である。
【００４１】
窒化物系化合物半導体素子の作製方法の実施形態例１
本実施形態例は、第１の発明方法に係わる窒化物系化合物半導体素子の作製方法を上述のＧａＮ系半導体レーザ素子の作製に適用した実施形態の一例であって、図２（ａ）から（ｃ）及び図３（ｄ）と（ｅ）は、それぞれ、本実施形態例の方法によりＧａＮ系半導体レーザ素子を作製する際の工程毎の断面図又は斜視図である。
先ず、図２（ａ）に示すように、結晶欠陥密度が周囲の領域より高い高密度欠陥領域を周期的に有するｎ型ＧａＮ基板１２の高密度欠陥領域のコア部１２ａに貫通孔３２を設ける。コア部１２ａは、高密度欠陥領域内でも特に結晶欠陥密度が高い部分であり、コア部１２ａとコア部１２ａとの間の領域は結晶欠陥密度が低い低密度欠陥領域である。
貫通孔３２を開孔するに当たっては、結晶欠陥密度の大小を利用して、例えばＫＯＨ又はリン酸をエッチャントとして用いたウエットエッチングによりコア部１２ａを貫通する直径５０μｍの貫通孔３２を容易に形成することができる。
【００４２】
貫通孔３２を開孔する際のエッチング方法は、ＫＯＨ又はリン酸をエッチャントとして用いたウエットエッチング法に限らず、ドライエッチング法或いはサーマルエッチング法を適用することができる。
【００４３】
次に、図２（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法、蒸着法、スパッタ法などを使って、例えばＳｉＯ2 膜又はＳｉＮx 膜等の高抵抗膜３６をｎ型ＧａＮ基板１２の裏面に成膜する。
次に、図２（ｃ）に示すように、フッ酸とフッ化アンモニウムの混合液などによるウエットエッチングあるいはＣＦ4 ガスなどによるドライエッチングにより高抵抗膜３６を除去するとともに、貫通孔３２をＳｉＯ2 あるいはＳｉＮx で埋めて高抵抗層３４にしたｎ型ＧａＮ基板１２を容易に作製することができる。
【００４４】
次に、ｎ型ＧａＮ基板１２上に、図３（ｄ）のように、例えばＭＯＣＶＤ法（Metalorganic Chemical Vapor Deposition：有機金属化学気相成長法）により、例えば成長温度１０００℃で、順次、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層１４を膜厚３．０μｍ、Ｓｉドープｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１６を膜厚０．５μｍ、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ光導波層１８を膜厚０．１μｍ成長させる。
続いて、成長温度８００℃で、例えばＧａ1-x Ｉｎx Ｎ（井戸層）およびＧａ1-y Ｉｎy Ｎ（障壁層）よりなる多重量子井戸構造を有する活性層２０を膜厚４０ｎｍ成長させる。
更に、成長温度１０００℃で、順次、Ｍｇドープｐ型ＧａＮ光導波層２２を０．１μｍ、Ｍｇドープｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２４を膜厚０．５μｍ、及びＭｇドープｐ型ＧａＮコンタクト層２６を膜厚０．５μｍ成長させる。
【００４５】
上述のＧａＮ系化合物半導体層の成長工程では、例えば、アルミニウム（Ａｌ）の原料ガスとして、トリメチルアルミニウム（（ＣＨ3 ）3 Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）の原料ガスとして、トリメチルガリウム（（ＣＨ3 ）3 Ｇａ）またはトリエチルガリウム（（Ｃ2 Ｈ5 ）3 Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）の原材料ガスとして、トリメチルインジウム（（ＣＨ3 ）3 Ｉｎ）をそれぞれ用いることができる。
また、窒素の原料ガスとして、アンモニアガス（ＮＨ3 ）、ケイ素の原料ガスとして、モノシランガス（ＳｉＨ4 ）、及び、マグネシウムの原料ガスとして、メチルビス＝シクロペンタジエニルマグネシウム（ＭｅＣＰ2 Ｍｇ）、またはビス＝シクロペンタジエニルマグネシウム（ＣＰ2 Ｍｇ）をそれぞれ用いることができる。
【００４６】
次に、図３（ｅ）に示すように、ｐ型コンタクト層２６の上に例えばパラジウム、白金、金を順次蒸着して、ｐ側電極２８を形成する。次いで、ｎ型ＧａＮ基板１２の裏面を研磨して薄くし、続いて基板裏面に、例えばチタン、白金、金を順次蒸着してｎ側電極３０を形成する。
所定の大きさに劈開して、共振器端面に端面反射膜（図示せず）を成膜し、これにより、図１に示す半導体レーザ素子１０を完成することができる。
なお、劈開する際には、２個の高抵抗層３４からなる電流狭窄構造をｎ型ＧａＮ基板１２に備えるように、劈開又はスクライプしてチップを作製する。
【００４７】
本実施形態例の方法によるときは、１回のエピタキシャル成長によって横モードを制御できるＧａＮ系半導体レーザ素子を作製することができるから、その作製工程を著しく簡略化することができる。
さらに、化合物半導体層のエピタキシャル成長は、ＭＯＣＶＤ法によらず、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法等によって形成することもできるなど、種々の変更を行うことができる。
【００４８】
窒化物系化合物半導体素子の実施形態例２
本実施形態例は、第２の発明に係わる窒化物系化合物半導体素子をＧａＮ系半導体レーザ素子に適用した実施形態の別の例であって、図４は本実施形態例のＧａＮ系半導体レーザ素子の要部の構成を示す断面図である。
本実施形態例の半導体レーザ素子４０は、図４に示すように、実施形態例１の高抵抗層３４に代えて、ｎ型ＧａＮ基板１２と異なる導電型の材料、例えばｐ型ＧａＮ層で貫通孔３２を埋め込んでなる異種導電型部４２を備えている。
尚、ｎ型ＧａＮ基板１２と異なる伝導型である半導体層は、必ずしもＧａＮ層である必要はなく、ＡｌＧａＮ層、ＩｎＧａＮ層、ＡｌＧａＩｎＮ層などであってもよい。
【００４９】
以上の構成により、異種導電型層４２がｐｎ接合分離による電流ブロック層となって、電流注入領域を異種導電型層４２で挟まれた領域に制限する。また、ＧａＮ系半導体レーザ素子４０の活性領域は、活性層２０のうち異種導電型層４２の延長方向線で挟まれた領域である。
本実施形態例のＧａＮ系半導体レーザ素子４０の電流狭窄構造は、リッジによる横方向光閉じ込め構造の形成、或いは従来のイオン注入法による高抵抗層の形成、ｐｎ接合分離法による電流ブロック層の形成に比べて、著しく構造が簡単である。
【００５０】
窒化物系化合物半導体素子の実施形態例３
本実施形態例は、第３の発明に係わる窒化物系化合物半導体素子をＧａＮ系半導体レーザ素子に適用した実施形態の一例であって、図５は本実施形態例のＧａＮ系半導体レーザ素子の要部の構成を示す断面図である。
本実施形態例の半導体レーザ素子５０は、図５に示すように、貫通孔３２が高抵抗層とか異種導電型層で埋め込まれていないこと、及び電流ブロック層の構成が実施形態例１及び実施形態例２の電流ブロック層の構成と異なることを除いて、実施形態例１及び実施形態例２の構成と同じ構成を備えている。
【００５１】
つまり、本実施形態例の半導体レーザ素子５０は、ｎ型ＧａＮ基板１２の高密度欠陥領域のコア部１２ａに直径５０μｍの貫通孔３２を備えている。
更に、半導体レーザ素子５０は、ｎ型ＧａＮ基板１２上に、ｎ型ＧａＮ層１４、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１６、ｎ型ＧａＮ光導波層１８、活性層２０、ｐ型ＧａＮ光導波層２２、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２４、及びｐ型ＧａＮコンタクト層２６の積層構造を備えている。
【００５２】
そして、積層構造のうちの少なくともｐ型ＧａＮコンタクト層２６内であって、貫通孔３２の上方位置のｐ型ＧａＮコンタクト層部分が、イオン注入により、結晶が変質し、電気抵抗が高くなったイオン注入領域５２となっている。
イオン注入領域５２は、ボロン（Ｂ）、窒素（Ｎ）、プロトン（Ｈ）等をイオン注入することにより結晶が変質し、電気抵抗が高くなり、電流ブロック層として機能する。
本実施形態例のＧａＮ系半導体レーザ素子５０の電流狭窄構造は、リッジによる横方向光閉じ込め構造の形成、或いは従来のイオン注入法による高抵抗層の形成、ｐｎ接合分離法による電流ブロック層の形成に比べて、著しく構造が簡単である。
【００５３】
窒化物系化合物半導体素子の作製方法の実施形態例２
本実施形態例は、第３の発明方法に係わる窒化物系化合物半導体素子の作製方法を上述のＧａＮ系半導体レーザ素子５０の作製に適用した実施形態の一例であって、図６（ａ）から（ｃ）は、それぞれ、本実施形態例の方法によりＧａＮ系半導体レーザ素子を作製する際の工程毎の断面図又は斜視図である。
先ず、実施形態例１と同様にして、結晶欠陥密度が周囲の領域より高い高密度欠陥領域を周期的に有するｎ型ＧａＮ基板１２の高密度欠陥領域のコア部１２ａに貫通孔３２を設ける。
次いで、実施形態例１と同様に、図６（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１２上に、例えばＭＯＣＶＤ法により、例えば成長温度１０００℃で、順次、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層１４を膜厚３．０μｍ、Ｓｉドープｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１６を膜厚０．５μｍ、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ光導波層１８を膜厚０．１μｍ成長させる。
【００５４】
続いて、成長温度８００℃で、例えばＧａ1-x Ｉｎx Ｎ（井戸層）およびＧａ1-y Ｉｎy Ｎ（障壁層）よりなる多重量子井戸構造を有する活性層２０を膜厚４０ｎｍ成長させる。
更に、成長温度１０００℃で、順次、Ｍｇドープｐ型ＧａＮ光導波層２２を膜厚０．１μｍ、Ｍｇドープｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２４を膜厚つ０．５μｍ、及びＭｇドープｐ型ＧａＮコンタクト層２６を膜厚０．５μｍ成長させる。
【００５５】
次いで、ｐ型ＧａＮコンタクト層２６上にＳｉＯ2 膜又はＳｉＮx 膜を成膜し、図６（ｂ）に示すように、次いでフォトリソグラフィ及びエッチングにより貫通孔３２の上方に貫通孔３２とほぼ同じ形状、寸法の開口を有するパターンマスク５４を形成する。
続いて、図６（ｃ）に示すように、パターンマスク５４上からボロン（Ｂ）、窒素（Ｎ）、プロトン（Ｈ）等をイオン注入して、少なくともｐ型ＧａＮコンタクト層２６内の貫通孔３２の上方位置部分を、結晶が変質したイオン注入領域５２として形成する。
【００５６】
貫通孔３２の上方の積層構造は、コア部１２ａの結晶欠陥の影響により結晶欠陥密度が高い。そこで、元来、結晶構造が堅固で結晶結合の強い窒化物系化合物半導体層であっても、貫通孔３２の上方の結晶欠陥密度が高いｐ型ＧａＮコンタクト層２６部分は、イオン注入により結晶変質が進行して、結晶変質層５２となり、電流ブロック層を形成する。
【００５７】
以上の構成により、結晶変質層５２が電流ブロック層となって、電流注入領域をイオン注入領域５２で挟まれた領域に制限する。また、ＧａＮ系半導体レーザ素子５０の活性領域は、活性層２０のうち結晶変質層５２の延長方向線で挟まれた領域である。
【００５８】
所定の大きさに劈開し、共振器端面に端面反射膜（図示せず）をコーティングすることにより、半導体レーザチップが完成する。なお、チップ化する際、最初に作製した高抵抗層が埋まった穴を電流の流れない領域として、電流狭窄をさせるように劈開或いはスクライプしてチップを作製する。
本実施形態例の方法によるときは、１回のエピタキシャル成長によって横モードを制御できるＧａＮ系半導体レーザ素子を作製することができるから、その作製工程を著しく簡略化することができる。
【００５９】
尚、上述の実施形態例３では、図６（ｃ）に示すように、貫通孔３２の上方領域を除く結晶欠陥密度の小さな領域をマスク５４で覆い、貫通孔３２の上方領域にボロンや窒素やプロトンなどでイオン注入して、イオン注入領域５２を形成している。
ところで、窒化物系化合物半導体は、結晶が極めて堅固で、かつ結晶結合が強く、容易にイオン注入されないことを逆に利用して、イオン注入のマスクを形成することなく、図７に示すように全面にイオン注入するようにしても良い。
この時、イオン注入領域５２を除く、結晶欠陥密度の小さな領域では、材料特有の結晶堅固さのために結晶性に特段の変化はないが、結晶欠陥の大きい貫通孔３２の上方領域、その周辺領域の結晶だけが選択的に変質して、イオン注入領域５２となる。
【００６０】
また、実施形態例１から実施形態例３の半導体レーザ素子では、ＧａＮ基板１２が、結晶欠陥密度が周囲より大きい領域を貫通する貫通孔３２を有するが、必ずしも孔は貫通孔である必要はなく、成長した窒化物系化合物半導体層の孔上の部分が、高密度欠陥領域となる限り、孔は基板途中で止まる未貫通の孔でも良い。
【００６１】
実施形態例を上げて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態例の数値例に限られるものではなく、本発明の技術思想の範囲内である限り、種々の変更を行うことができる。
例えば、窒化物系化合物半導体層のエピタキシャル成長は、ＭＯＣＶＤ法によらず、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法等によって形成することもできるなど、種々の変形変更を採用することができる。
【００６２】
上述の実施形態例では、ＧａＮ基板として、高密度欠陥領域が正方形格子状に配列されているＧａＮ基板７６を用いているが、これに限らず、例えば図１３（ｂ）に示すように、高密度欠陥領域が長方形格子状に配置されているＧａＮ基板１１２、また、図１３（ｃ）に示すように、高密度欠陥領域が六方格子状に配置されているＧａＮ基板１１４を用いることができる。
更には、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、高密度欠陥領域が線状に配置されているＧａＮ基板１１６、１１８を用いることができる。図１３及び図１４は高密度欠陥領域とレーザストライプとの位置関係を示している。尚、図１３及び図１４中、１１０はレーザストライプである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施形態例１のＧａＮ系半導体レーザ素子の構成を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）から（ｃ）は、それぞれ、実施形態例１の方法によりＧａＮ系半導体レーザ素子を作製する際の工程毎の断面図又は斜視図である。
【図３】図３（ｄ）と（ｅ）は、それぞれ、図２（ｃ）に続いて、実施形態例１の方法によりＧａＮ系半導体レーザ素子を作製する際の工程毎の断面図又は斜視図である。
【図４】実施形態例２のＧａＮ系半導体レーザ素子の構成を示す断面図である。
【図５】実施形態例３のＧａＮ系半導体レーザ素子の構成を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）から（ｃ）は、それぞれ、実施形態例２の方法によりＧａＮ系半導体レーザ素子を作製する際の工程毎の断面図又は斜視図である。
【図７】実施形態例２の方法でイオン注入する際の別の態様を示す断面図である。
【図８】図８（ａ）及び（ｂ）は、高密度欠陥領域を説明するＧａＮ基板の平面図及び断面図である。
【図９】半導体レーザ素子のレーザ積層構造の構成を示す断面図である。
【図１０】図１０（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、利得導波型及び屈折率導波型の半導体レーザ素子を示す断面図である。
【図１１】図１１（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、高密度欠陥領域の長方形格子状の配列、及び六方格子状の配列を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、点状の高密度欠陥領域が断続して線状に配置された配列、高密度欠陥領域が線状に連続して配列を示す図である。
【図１３】図１３（ａ）から（ｃ）は、それぞれ、高密度欠陥領域が、正方形格子状配置、長方形格子状配置、及び六方格子状配置のＧａＮ基板でのＧａＮ系半導体レーザ素子の区画を示す図である。
【図１４】図１４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、高密度欠陥領域が線状に配置されているＧａＮ基板でのＧａＮ系半導体レーザ素子の区画を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０……実施形態例１のＧａＮ系半導体レーザ素子、１２……ｎ型ＧａＮ基板、１２ａ……コア部、１４……Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層、１６……Ｓｉドープｎ型ＡｌＧａＮクラッド層、１８……Ｓｉドープｎ型ＧａＮ光導波層、２０……Ｇａ1-x Ｉｎx Ｎ（井戸層）およびＧａ1-y Ｉｎy Ｎ（障壁層）よりなる多重量子井戸構造を有する活性層、２２……Ｍｇドープｐ型ＧａＮ光導波層、２４……Ｍｇドープｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、２６……Ｍｇドープｐ型ＧａＮコンタクト層、２８……ｐ側電極、３０……ｎ側電極、３２……貫通孔、３４……高抵抗層、３６……高抵抗膜、４０……実施形態例２の半導体レーザ素子、４２……異種導電型部、５０……実施形態例３の半導体レーザ素子、５２……イオン注入領域、５４……パターンマスク、７６……ＧａＮ基板、７８……高密度欠陥領域、８０……半導体レーザ素子、８２……ｎ型の化合物半導体基板、８４……ｎ型の第１クラッド層、８６……活性層、８８……ｐ型の第２クラッド層、９０……ｐ型のキャップ層、９２……ｐ側電極、９４……ｎ側電極、９６……ｐ型層、９８……ｎ型層、１００……リッジ構造、１０２……絶縁膜、１１０……レーザストライプ、１１２……高密度欠陥領域が長方形格子状に配置されているＧａＮ基板、１１４……高密度欠陥領域が六方格子状に配置されているＧａＮ基板、１１６、１１８……高密度欠陥領域が線状に配置されているＧａＮ基板。
【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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【図１３】
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【図１４】
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