(57)【要約】【課題】活性層に窒化物系化合物半導体を使用して青色よりも長波長の可視波長帯の光を出力できる半導体発光素子を提供すること。【解決手段】ｃ面又はｃ面から微傾斜した面を主面とする酸化亜鉛単結晶基板１と、酸化亜鉛単結晶基板１上に形成され且つｃ面又はｃ面から微傾斜した面を上面に有し、（１１＿２２）面を前記上面の両側に有する凸部１ａと、少なくとも凸部１ａの表面に成長された第１クラッド層３と、第１クラッド層３の上に形成された活性層５と、活性層５上に形成された第２のクラッド層７と、第２のクラッド層７の上に形成されたコンタクト層８と、（１１＿２２）面の上に形成されたコンタクト層８に電気的に接続される第１の電極１２ａ，１２ｂと、酸化亜鉛単結晶基板１の下面に形成された第２の電極９とを有する。【選択図】図２
2008159635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｃ面又はｃ面から微傾斜した面を主面とする酸化亜鉛単結晶基板と、
前記酸化亜鉛単結晶基板の上に形成され、且つ、ｃ面又はｃ面から微傾斜した面を上面に有し、（１１＿２２）面を前記上面の両側に有する凸部と、
少なくとも前記凸部の表面に成長された第１のクラッド層と、
前記第１のクラッド層の上に形成された活性層と、
前記活性層の上に形成された第２のクラッド層と、
前記第2のクラッド層の上に形成されたコンタクト層と、
前記（１１＿２２）面の上に形成された前記コンタクト層に電気的に接続される第１の電極と、
前記酸化亜鉛単結晶基板の下面に形成された第２の電極と
を有することを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記凸部は、前記酸化亜鉛単結晶基板表面に形成された断面概ね四角形状の突起部上に成長されたバッファ層であ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】
前記凸部は、前記酸化亜鉛単結晶基板の前記主面上に成長されたバッファ層の上に選択成長された窒化物化合物半導体層であ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４】
前記活性層は、In x Ga 1-xN（０＜x＜１）からなることを特徴とする請求項１乃至請求項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ＩｎxＧａ1-xＮのうちＩｎの組成比は２０％以上とされていることを特徴とする請求項４に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記活性層は、量子井戸構造を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記活性層と前記クラッド層の間に光ガイド層を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記バッファ層は、Al 1-y-z Ga y In z N（0≦y＜1、0≦z＜1、y＋z≦１）からなることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記バッファ層は、Zn 1-a-b-c Mg aBe bCd cO（0≦a＜1、0≦b＜1、0≦c＜1、a＋b+c≦１）からなることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記第１、第２のクラッド層のいずれか一方は、Al 1-p-q Gap In q N （0≦p＜1、0≦q＜1、p＋q≦１）からなることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
前記第１、第２のクラッド層のいずれか一方は、Zn 1-a-b-c Mg aBeb Cdc O（0≦a＜1、0≦b＜1、0≦c＜1、a＋b+c≦１）からなることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項１２】
ｃ面又はｃ面から微傾斜した面を主面とする酸化亜鉛単結晶基板の上部をパターニングして凸部を形成する工程と、
前記凸部の表面に成長して上面がｃ面又はｃ面から微傾斜した面であり、かつ斜面に（１１＿２２）面を有するバッファ層を前記凸部の表面に成長する工程と、
前記バッファ層の表面に第１のクラッド層を成長する工程と、
前記第１のクラッド層の表面に活性層を成長する工程と、
前記活性層の上に第２のクラッド層を成長する工程と、
前記第２のクラッド層の表面にコンタクト層を成長する工程と、
前記酸化亜鉛単結晶基板の下面に下側電極を形成する工程と、
前記コンタクト層のうち（１１＿２２）面が現れる領域に電気的に接続される上側電極を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項１３】
酸化亜鉛単結晶基板のうちｃ面又はｃ面から微傾斜した面からなる主面上にバッファ層を形成する工程と、
バッファ層の上に開口部を有する選択成長用マスクを形成する工程と、
前記開口部を通して前記バッファ層の上に、斜面が（１１＿２２）面となる窒化物化合物半導体層の凸部を形成する工程と、
前記凸部の表面に第１のクラッド層を成長する工程と、
前記第１のクラッド層の表面に活性層を成長する工程と、
前記活性層の上に第２のクラッド層を成長する工程と、
前記第２のクラッド層の表面にコンタクト層を成長する工程と、
前記酸化亜鉛単結晶基板の下面に下側電極を形成する工程と、
前記コンタクト層のうち（１１＿２２）面が現れる領域に電気的に接続される上側電極を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項１４】
前記活性層は、In xGa 1-x N  （０＜x＜１）からなることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の半導体発光素子。
【請求項１５】
前記ＩｎxＧａ1-xＮのうち前記インジウム（In）の組成比は２０％以上とされていることを特徴とする請求項１４に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１６】
前記活性層は、量子井戸構造を有していることを特徴とする請求項１２乃至請求項１５のいずれか１項に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１７】
前記活性層と前記クラッド層の間に光ガイド層を形成する工程を有していることを特徴とする請求項１２乃至請求項１６のいずれか１項に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１８】
前記バッファ層は、Al 1-y-z Gay In z N（0≦y＜1、0≦z＜1、y＋z≦１）からなることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１９】
前記バッファ層は、Zn 1-a-b-c Mg aBe bCd c O（0≦a＜1、0≦b＜1、0≦c＜1、a＋b+c≦１）からなることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項２０】
前記第１、第２のクラッド層のいずれか一方は、Al 1-p-q Ga p In q N （0≦p＜1、0≦q＜1、p＋q≦１）からなることを特徴とする請求項１２乃至請求項１９のいずれか１項に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項２１】
前記第１、第２のクラッド層のいずれか一方は、Zn 1-a-b-cMg aBeb Cdc O（0≦a＜1、0≦b＜1、0≦c＜1、a＋b+c≦１）からなることを特徴とする請求項１２乃至請求項１９のいずれか１項に記載の半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子及びその製造方法に関し、より詳しくは、活性層に窒化物系化合物半導体を使用して青色よりも長波長の可視波長帯の光を出力できる半導体発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光波長が４８０ｎｍより短い半導体発光素子として、ＩｎＧａＮを活性層に用いたリッジ構造の半導体レーザが例えば下記の特許文献１に記載され、また、インナーストライプ構造の半導体レーザが例えば特許文献２に記載されている。
【０００３】
特許文献１には、ＧａＮ基板の（０００１）面以外の面を主面として、その主面上にクラッド層、活性層を形成することが記載されている。また、特許文献２には、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＳｉＣの基板のｃ面を微傾斜させた面の上にクラッド層と活性層を形成することが記載されている。
【０００４】
非特許文献１には、（１１＿２２）面を主面にしたＧａＮ基板を使用して、その主面の上にクラッド層、活性層等を成長することが記載され、これによりＩｎＧａＮ活性層の圧電分極を低減して発光効率を高くすることが記載されている。
なお、（１１＿２２）面のうち、アンダーバー“＿”表記はアンダーバーに続く数字のオーバーラインを意味するものとする。以下の記載でも同様である。
【０００５】
特許文献３には、（０００１）面を主面にしたＧａＮ基板を使用し、その主面上にＧａＮ層を凸状に選択成長することによりＧａＮ層の斜面に現れる（１１＿２２）面上にクラッド層と活性層を成長してリッジストライプ構造の半導体レーザを形成することが記載されている。（１１＿２２）面は半極性面であり、圧電分極を減らして電流密度の上昇による発光波長の変動幅を小さくするとともに、ピエゾ電界を弱めて内部量子効率も高くなる。
【特許文献１】特開２００３−１５８２９７号公報
【特許文献２】特開２００１−２３０４９７号公報
【特許文献３】特開２００６−１２８６６１号公報
【非特許文献１】日経エレクトロニクス２００６年８月１４日号、６５〜７０頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＩｎＧａＮを用いた半導体発光素子で、青色よりも長波長の緑色発光を得るためには、活性層の禁制帯幅を狭くすればよく、その手法の１つとしてＩｎ組成比を大きくすることが考えられる。しかし、Ｉｎの組成比を大きくするとＩｎＮとＧａＮの結合長が約１１％異なることから相分離が生じて、均一なＩｎ組成を有する活性層を形成することが困難であり、発光効率が低下する。
【０００７】
また、特許文献１、２と非特許文献１に記載のように、半導体発光素子を作製する際に用いるＧａＮ基板として大口径の（１１＿２２）面を主面とした基板が未だ存在せず、しかも、ＧａＮ基板は低価格化が難しく、半導体発光素子の普及が困難である。また、大型のＧａＮバルク単結晶成長は未だ実現されておらず、サファイア基板上にハイドライド気相エピタキシー（ＨＶＰＥ）法によりＧａＮ厚膜を堆積した後、サファイア基板のみを剥がすことにより、ＧａＮ自立基板を得ているのが現状である。
【０００８】
特許文献１では、基板としてＧａＮに加えてＳｉＣやＡｌＮが記載されているが、活性層材料であるＩｎＧａＮと格子定数が大きく異なるために、均一なＩｎ組成を有するＩｎＧａＮ活性層が形成できず、高い発光効率が得られない。
【０００９】
また、特許文献２では、ｃ軸から傾斜させた基板を用いているが、傾斜角度は１３°程度と小さいためにピエゾ電界の抑制が不十分であり、高い発光効率は得られない。
【００１０】
さらに、特許文献３によれば、ＩｎＧａＮ活性層のＩｎ組成比を大きくする場合に生じる相分離を抑制することが記載されていない。しかも、特許文献３には、ＧａＮ基板を使用することが記載されているが、ＧａＮ基板を使用する素子はやはり低価格化が難しい。
【００１１】
本発明の目的は、活性層を構成するＩｎＧａＮのＩｎ組成比を高くする際に、ＩｎＧａＮと格子定数が近いＺｎＯ基板と格子整合系のクラッド層を用いることにより相分離が抑制でき、半極性面である（１１＿２２）面に活性層を形成することにより、ピエゾ電界による発光再結合確率を低くし、青色よりも長波長を有し、低価格化による普及が可能になる半導体発光素子とその製造方法を提供することにある。ＺｎＯ基板は、水熱合成法により３インチサイズの大口径バルク単結晶が実現されており、今後安価になると予想される。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するための本発明の第１の態様は、ｃ面又はｃ面から微傾斜した面を主面とする酸化亜鉛単結晶基板と、前記酸化亜鉛単結晶基板の上に形成され、且つ、ｃ面又はｃ面から微傾斜した面を上面に有し、（１１＿２２）面を前記上面の両側に有する凸部と、少なくとも前記凸部の表面に成長された第１のクラッド層と、前記第１のクラッド層の上に形成された活性層と、前記活性層の上に形成された第２のクラッド層と、前記第２のクラッド層の上に形成されたコンタクト層と、前記（１１＿２２）面の上に形成された前記コンタクト層に電気的に接続される第１の電極と、前記酸化亜鉛単結晶基板の下面に形成された第２の電極とを有することを特徴とする半導体発光素子である。
【００１３】
本発明の第２の態様は、前記第１の態様に係る半導体発光素子において、前記凸部は、前記酸化亜鉛単結晶基板表面に形成された断面概ね四角形状の突起部上に成長されたバッファ層であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第３の態様は、前記第１の態様に係る半導体発光素子において、前記凸部は、前記酸化亜鉛単結晶基板の前記主面上に成長されたバッファ層の上に選択成長された窒化物化合物半導体層であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第４の態様は、前記第１乃至第３の態様のいずれかに係る半導体発光素子において、前記活性層は、ＩｎxＧａ1-x Ｎ（０＜x＜１）からなることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第５の態様は、前記第４の態様に係る半導体発光素子において、前記ＩｎxＧａ1-x ＮのうちＩｎの組成比は２０％以上とされていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第６の態様は、前記第１乃至第５の態様のいずれかに係る半導体発光素子において、前記活性層は、量子井戸構造を有していることを特徴とする。
【００１８】
本発明の第７の態様は、前記第１乃至第６の態様のいずれかに係る半導体発光素子において、前記活性層と前記活性層と前記クラッド層の間に光ガイド層を有していることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第８の態様は、前記第１乃至第７の態様のいずれかに係る半導体発光素子において、前記バッファ層は、Ａｌ1-y-z ＧａyＩｎzＮ（０≦ｙ＜１、０≦ｚ＜１、ｙ＋ｚ≦１）からなることを特徴とする。
【００２０】
本発明の第９の態様は、前記第１乃至第７の態様のいずれかに係る半導体発光素子において、前記バッファ層は、Ｚｎ1-a-b-cＭｇaＢｅbＣｄcＯ（０≦ａ＜１、０≦ｂ＜１、０≦ｃ＜１、ａ＋ｂ+ｃ≦１）からなることを特徴とする。
【００２１】
本発明の第１０の態様は、前記第１乃至第９の態様のいずれかに係る半導体発光素子において、前記第１、第２のクラッド層のいずれか一方は、Ａｌ1-p-qＧａpＩｎqＮ（０≦p＜1、０≦q＜1、p＋q≦１）からなることを特徴とする。
【００２２】
本発明の第１１の態様は、前記第１乃至第９の態様のいずれかに係る半導体発光素子において、前記第１、第２のクラッド層のいずれか一方は、Ｚｎ1-a-b-cＭｇaＢｅbＣｄcＯ（０≦ａ＜１、０≦ｂ＜１、０≦ｃ＜１、a＋ｂ＋ｃ≦１）からなることを特徴とする。
【００２３】
本発明の第１２の態様は、ｃ面又はｃ面から微傾斜した面を主面とする酸化亜鉛単結晶基板の上部をパターニングして凸部を形成する工程と、前記凸部の表面に成長して上面がｃ面又はｃ面から微傾斜した面であり、かつ斜面に（１１＿２２）面を有するバッファ層を前記凸部の表面に成長する工程と、前記バッファ層の表面に第１のクラッド層を成長する工程と、前記第１のクラッド層の表面に活性層を成長する工程と、前記活性層の上に第２のクラッド層を成長する工程と、前記第２のクラッド層の上にコンタクト層を成長する工程と、前記酸化亜鉛単結晶基板の下面に下側電極を形成する工程と、前記コンタクト層のうち（１１＿２２）面が現れる領域に電気的に接続される上側電極を形成する工程とを有することを特徴とする半導体発光素子の製造方法である。
【００２４】
本発明の第１３の態様は、酸化亜鉛単結晶基板のうちｃ面又はｃ面から微傾斜した面からなる主面上にバッファ層を形成する工程と、バッファ層の上に開口部を有する選択成長用マスクを形成する工程と、前記開口部を通して前記バッファ層の上に、斜面が（１１＿２２）面となる窒化物化合物半導体層の凸部を形成する工程と、前記凸部の表面に第１のクラッド層を成長する工程と、前記第１のクラッド層の表面に活性層を成長する工程と、前記活性層の上に第２のクラッド層を成長する工程と、前記第２のクラッド層の上にコンタクト層を成長する工程と、前記酸化亜鉛単結晶基板の下面に下側電極を形成する工程と、前記コンタクト層のうち（１１＿２２）面が現れる領域に電気的に接続される上側電極を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００２５】
本発明の第１４の態様は、前記第１２又は第１３の態様に係る半導体発光素子の製造方法において、前記活性層は、ＩｎxＧａ1-xＮ（０＜ｘ＜１）からなることを特徴とする。
【００２６】
本発明の第１５の態様は、前記第１４の態様に係る半導体発光素子の製造方法において、前記ＩｎxＧａ1-x Ｎのうち前記インジウム（Ｉｎ）の組成比は２０％以上とされていることを特徴とする。
【００２７】
本発明の第１６の態様は、前記第１２乃至第１５の態様のいずれかに係る半導体発光素子の製造方法において、前記活性層は、量子井戸構造を有していることを特徴とする。
【００２８】
本発明の第１７の態様は、前記第１２乃至第１６の態様のいずれかに係る半導体発光素子の製造方法において、前記活性層と前記クラッド層の間に光ガイド層を形成する工程を有していることを特徴とする。
【００２９】
本発明の第１８の態様は、前記第１２又は第１３に記載の半導体発光素子の製造方法において、前記バッファ層は、Ａｌ1-y-z ＧａyＩｎzＮ（０≦ｙ＜１、０≦ｚ＜１、ｙ＋ｚ≦１）からなることを特徴とする。
【００３０】
本発明の第１９の態様は、前記第１２又は第１３に記載の半導体発光素子の製造方法において、前記バッファ層は、Ｚｎ1-a-b-cＭｇaＢｅbＣｄcＯ（０≦ａ＜１、０≦ｂ＜１、０≦ｃ＜１、ａ＋ｂ+ｃ≦１）からなることを特徴とする。
【００３１】
本発明の第２０の態様は、前記第１２乃至第１９のいずれかの半導体発光素子の製造方法において、前記第１、第２のクラッド層のいずれか一方は、Ａｌ1-p-qＧａpＩｎqＮ（０≦p＜1、０≦q＜1、p＋q≦１）からなることを特徴とする。
【００３２】
本発明の第２１の態様は、前記第１２乃至第１９のいずれかの半導体発光素子の製造方法において、前記第１、第２のクラッド層のいずれか一方は、Ｚｎ1-a-b-cＭｇaＢｅbＣｄcＯ（０≦ａ＜１、０≦ｂ＜１、０≦ｃ＜１、a＋ｂ＋ｃ≦１）からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）単結晶基板のうちｃ面又はｃ面から微傾斜した面を主面として使用し、その上に（１１＿２２）面を斜面とする凸部を形成し、さらにその凸部に下部クラッド層、活性層、上部クラッド層、コンタクト層を形成するようにした。
（１１＿２２）面を下地として形成された半導体レーザは、外部量子効率を高めることができるとともに、電流密度が高くなるにつれて発光波長が短くなるブルーシフト現象を抑制することができる。
【００３４】
また、（１１＿２２）面を下地として形成された半導体レーザの活性層のピエゾ電界は比較的小さくなるので、発光再結合確率を高くして内部量子効率を高めることが可能になる。しかも、活性層のＩｎＧａＮに近い格子定数を有するＺｎＯ基板および格子整合系のクラッド層を用いることにより、活性層内で相分離が生じ難くなってIII-Ｖ族窒化物半導体のＩｎ組成比を２０％以上にすることが可能になる。
【００３５】
また、格子整合系のＺｎＯ基板およびクラッド層を用いることにより、（１１＿２２）面活性層の貫通転位密度を低減することができる。さらに、主面がｃ面またはその面から微傾斜した酸化亜鉛基板を用いても、（１１＿２２）面を下地とした半導体の成長が可能になるので、安価な基板の使用による発光波長４８０ｎｍ以上、例えば緑色波長域で発光する光デバイスの普及が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１、図２は、本発明の第１実施形態に係る半導体発光素子の製造工程を示す断面図である。
【００３７】
まず、図１（ａ）に示すように、（０００１）面であるｃ面を主面１ｆとするウルツ鉱型結晶の酸化亜鉛（ＺｎＯ）基板１を用意する。
【００３８】
その主面１ｆの上にフォトレジストＲを塗布した後に、フォトレジストＲを露光、現像して幅が数μｍ〜数十μｍのストライプ形状のパターンを形成する。ここで、主面１ｆは、ｃ面から微傾斜、例えば±５°以内程度に傾斜させたオフ面であってもよい。
【００３９】
ストライプ形状のパターニングは、＜１＿１００＞軸（ｍ軸）と等価な方向に平行である。これにより、半導体レーザ素子を作製した際にｍ面に端面形成できる。
【００４０】
次に、図１（ｂ）に示すように、フォトレジストＲをマスクにしてＺｎＯ基板１の主面１ｆを反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、誘導結合型（ＩＣＰ）エッチング等のドライエッチング法によりエッチングして、フォトレジストＲの下にＺｎＯの例えば断面が四角形の凸部１ａを形成する。エッチングガスとして、例えばアルゴン（Ａｒ）、メタン（ＣＨ4）の混合ガスを使用する。この場合、ＺｎＯ基板１のうちエッチングされて露出した面はｃ面又はその微傾斜面となる。
【００４１】
図１（ｃ）に示すようにフォトレジストＲを溶剤により除去した後に、
ＺｎＯ表面の平坦化処理を行う。具体的には、例えば、酸化ジルコニア等の無機材質平板でＺｎＯ基板１を挟んで大気中で熱処理を行う。例えば、１０００℃で２時間程度で行う。
【００４２】
あるいは、図１（ｃ）に示すようにフォトレジストＲを溶剤により除去した後に、成長チャンバー内に導入して、真空中で１０００℃で６０分程度サーマルクリーニングを実施しても良い。
【００４３】
次に、図１（ｄ）に示すように、ＺｎＯ基板１から露出している凸部１ａの表面とその周囲のｃ面又はその微傾斜面上にＲＦＭＢＥ(Radio Frequency Molecular Beam Epitaxy)法によりｎ型ＩｎＧａＮよりなるバッファ層２を形成する。ＲＦＭＢＥ法は、ＲＦ（高周波）ラジカルセルを有する装置を用いて行われる。ＲＦＭＢＥ法によって、セル内部に窒素ガスを導入して、成長に関与する窒素ラジカル種を生成して基板へ供給することができる。
【００４４】
その際、ＺｎＯ基板とＩｎＧａＮバッファ層との界面反応を抑制するためにIII族原料と窒素ラジカルの供給は同時に行い、低温で成長するのが好ましい。
【００４５】
ＩｎＧａＮの成長温度Ｔgは、７５０℃未満、例えば４００〜６００℃に設定され、プラズマ電力Ｐは３００〜５００Ｗに設定される。III族原料としては、高純度のＩｎ及びＧａ金属原料をクヌーセンセルで蒸発させて基板に供給する。Ｖ族原料として、Ｎ2ガスを１〜５sccmの流量でＲＦラジカルセルに導入して窒素ラジカルを生成してＺｎＯ基板１に供給する。また、ｎ型ドーパントとしてＳｉを用いる。
【００４６】
バッファ層２において、凸部１ａ上面の上はｃ面であり、凸部１ａの上部の両角から成長する面は（１１＿２２）面である半極性面となり、凸部１ａの両側方の面は（１１＿２０）面であるａ面となり、さらに、凸部１ａの前方、後方の両端面は（１＿１００）面であるｍ面となる。なお、ａ面、ｍ面は、非極性面である。
【００４７】
次に、図１（ｅ）に示すように、ＲＦＭＢＥ法によりｎ型ＡｌＧａＩｎＮの下部クラッド層３をバッファ層２上に成長する。
【００４８】
ＡｌＧａＩｎＮの成長温度Ｔgは、７５０℃未満、例えば４００〜６００℃に設定され、プラズマ電力Ｐは３００〜５００Ｗに設定される。III族原料としては、高純度のＩｎ、Ｇａ及びＡｌ金属原料をクヌーセンセルで蒸発させて基板に供給する。Ｖ族原料として、Ｎ2ガスを１〜５sccmの流量でＲＦラジカルセルに導入して窒素ラジカルを生成してバッファ層２上に供給する。また、ｎ型ドーパントとしてＳｉを用いる。
【００４９】
さらに、図２（ａ）に示すように、ＲＦＭＢＥ法により、ＡｌＧａＩｎＮよりなる第１の光ガイド層４と、ＩｎxＧａ1-xＮ井戸層／ＩｎyＧａ1-yＮ障壁層（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、ｙ＜ｘ、ｘ＞０．２）よりなる多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層５と、ＡｌＧａＩｎＮよりなる第２の光ガイド層６とを順に成長する。
【００５０】
第１、第２のガイド層４，６を構成するＡｌＧａＩｎＮの成長温度Ｔgは、７５０℃未満、例えば４００〜６００℃に設定され、プラズマ電力Ｐは３００〜５００Ｗに設定される。III族原料としては、高純度のＩｎ、Ｇａ及びＡｌ金属原料をクヌーセンセルで蒸発させて供給する。Ｖ族原料として、Ｎ2ガスを１〜５sccmの流量でＲＦラジカルセルに導入して窒素ラジカルを生成して供給する。
【００５１】
また、活性層５を構成するＩｎxＧａ1-xＮ井戸層／ＩｎyＧａ1-yＮ障壁層の成長温度Ｔgは、７５０℃未満、例えば４００〜６００℃に設定され、プラズマ電力Ｐは３００〜５００Ｗに設定される。III族原料としては、高純度のＩｎ及びＧａ金属原料をクヌーセンセルで蒸発させて供給する。Ｖ族原料として、Ｎ2ガスを１〜５sccmの流量でＲＦラジカルセルに導入して窒素ラジカルを生成して供給する。なお、井戸層、障壁層ではＩｎ、Ｇａの供給量は異なる。
【００５２】
次に、図２（ｂ）に示すように、ＲＦＭＢＥ法によりｐ型ＡｌＧａＩｎＮの上部クラッド層７を第２のガイド層６の上に形成し、さらに、ｐ型ＩｎＧａＮよりなるコンタクト層８を形成する。
【００５３】
上部クラッド層７を構成するＡｌＧａＩｎＮの成長温度Ｔgは、７５０℃未満、例えば４００〜６００℃に設定され、プラズマ電力Ｐは３００〜５００Ｗに設定される。III族原料としては、高純度のＩｎ、Ｇａ及びＡｌ金属原料をクヌーセンセルで蒸発させて供給する。Ｖ族原料として、Ｎ2ガスを１〜５sccmの流量でＲＦラジカルセルに導入して窒素ラジカルを生成して供給する。
【００５４】
また、コンタクト層８を構成するＩｎＧａＮの成長温度Ｔgは、７５０℃未満、例えば４００〜６００℃に設定され、プラズマ電力Ｐは３００〜５００Ｗに設定される。III族原料としては、高純度のＩｎ及びＧａ金属原料をクヌーセンセルで蒸発させて基板に供給する。Ｖ族原料として、Ｎ2ガスを１〜５sccmの流量でＲＦラジカルセルに導入して窒素ラジカルを生成してＺｎＯ基板１に供給する。
【００５５】
上部クラッド層７、コンタクト層８に含有されるｐ型ドーパントとしてＭｇ、Ｂｅや、ＭｇとＳｉのコドープなどを用いる。
【００５６】
以上のように、下部クラッド層３からコンタクト層８までの各層において、凸部１ａ上面の上方ではｃ面となり、凸部１ａの上部の両角から斜め上方向に成長する面は（１１＿２２）面である半極性面となり、凸部１ａの両側方で成長する面は（１１＿２０）面であるａ面となり、さらに、凸部１ａの前方、後方に成長する面は（１＿１００）面であるｍ面となる。
【００５７】
次に、図２（ｃ）に示すように、ＺｎＯ基板１の下面にオーミック接触する下側電極９が形成される。下側電極９は、例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム共蒸着（ＥＢ）法、スパッタ法等により形成されるＴｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ等の複数層構造の金属膜から構成され、成膜後にシンタリング（焼結）される。ＺｎＯ基板１はｎ型導電性を有しており、これによりｎ型電極を形成することができる。
【００５８】
次に、図２（ｄ）に示す構造を形成するまでの工程を説明する。
まず、酸化シリコン等の絶縁膜１０をプラズマＣＶＤ法等によりコンタクト層８の上に堆積させた後、（１１＿２２）面のうち、後の工程でコンタクト層８に接続される電極の形成領域部分の絶縁膜１０をフォトリソグラフィー工程により除去する。即ち、図示しないフォトレジストのパターンを用いて、コンタクト層８の両側の斜面、即ち（１１＿２２）面の上にある保護膜１０に開口部１０ａ、１０ｂを形成する。絶縁膜１０に覆われた部分は、電流が流れないので電流狭窄領域１１となる。
【００５９】
続いて、開口部１０ａ、１０ｂを通してコンタクト層８にオーミック接触される上側電極１２ａ、１２ｂを形成する。上側電極１２ａ、１２ｂは、リフトオフ法により形成される。上側電極１２ａ，１２ｂは、抵抗加熱蒸着法、ＥＢ法、スパッタ法等により形成されるＮｉ／Ａｕ、又はＰｄ／Ｐｔ／Ａｕのような複数層構造の金属膜から構成される。また、上部電極１２ａ，１２ｂは、形成後にシンタリングされる。コンタクト層８はｐ型導電性を有しており、これによりｐ型電極を形成することができる。
【００６０】
ＺｎＯ基板１の凸部１ａの前後の端面にはｍ面が現れる。従って、凸部１ａの前と後をｍ面で劈開した後に現れる活性層５、光ガイド層４，６、クラッド層３，７の端面にｍ面（端面）が露出する。
【００６１】
そして、端面のうちの一方には、ＧａＮより低い屈折率を有する１層以上の低反射膜であって、膜厚がλ／（４ｎ）（λ：発光波長、ｎ：屈折率）であり、非反射膜（ＡＲ膜）が形成される。また、他方の端面の上には、低屈折率と高屈折率を交互に積層してなる高反射膜（ＨＲ膜）が形成される。膜厚がλ／（４ｎ）（λ：発光波長、ｎ：屈折率）である。
【００６２】
以上のような工程によって発光波長が４８０ｎｍ以上、例えば緑色発光の半導体レーザが形成されることになる。
なお、１つの凸部１ａの両側方の２カ所の（１１＿２２）面に半導体レーザが形成されることになり、図２（ｄ）ではそれら領域の各電極１２ａ，１２ｂで別々に各半導体レーザを制御できるようにしているが、電極１２ａ，１２ｂをパターニングすることなく、凸部１ａの上方での絶縁膜１０の上の全体を覆うようにしてもよい。
【００６３】
以上のような本実施形態によれば、作製が比較的容易な、ｃ面又はその微傾斜面を主面１ｆとしたＺｎＯ基板１を使用して、その主面１ｆに凸部１ａを形成し、その上に、ＲＦＭＢＥ法により７５０℃未満の温度でバッファ層２からコンタクト層８までを順に形成し、そのうち凸部１ａの２つの上部角の斜め上方向に成長する２つの（１１＿２２）面のコンタクト層８に上側電極１２ａ、１２ｂを形成するようにしている。さらに、導電性のＺｎＯ基板１の下面に下側電極９を形成している。
【００６４】
そして、上側電極１２ａ，１２ｂから下側電極９に向けて駆動電流を流すと、駆動電流はコンタクト層８の（１１＿２２）面から斜め下方に流れ、上部クラッド層７、光ガイド層６、ＭＱＷ活性層５、光ガイド層４、下部クラッド層３、バッファ層２、凸部１ａ、ＺｎＯ基板１内を通して下側電極９に流れ、その端面から例えば緑色の光が出射されることになる。
【００６５】
（１１＿２２）面を下地として形成された半導体レーザは、外部量子効率を高めることができるとともに、電流密度が高くなるにつれて発光波長が短くなるブルーシフト現象を抑制することができる。
【００６６】
また、（１１＿２２）面を下地として形成された半導体レーザの活性層のバンド構造が例えば図３に示すようになり、ピエゾ電界が小さくなるので、発光再結合確率を高くして内部量子効率を高めることが可能になる。しかも、基板としてＧａＮよりもＩｎＧａＮに格子定数が近いＺｎＯ基板１を用いることと、ＩｎＧａＮを格子整合系クラッド層に用いることにより、活性層５内で相分離が生じ難くなってIII-Ｖ族窒化物半導体のＩｎ組成比を２０％以上の均一なＩｎ組成を有するＩｎＧａＮ活性層を実現することが可能になる。
【００６７】
さらに、主面１ｆがｃ面またはその面から微傾斜したＺｎＯ基板１を用いても、（１１＿２２）面を下地とした半導体の成長が可能になるので、安価な基板の使用による発光波長４８０ｎｍ以上、例えば緑色の発光の光デバイスの普及が可能になる。
【００６８】
なお、上記半導体発光素子用の基板としてＺｎＯ基板を使用したが、ＺｎＯ自体は除去しても良いし、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＮやＡｌＧａＩｎＮ基板を使用してもよく、この場合にも図１（ａ）と同様にフォトレジストを用いてＧａＮ基板に凸部を設けて、その斜め上法に上記のバッファ層２〜コンタクト層８までの各層を成長させてもよい。
【００６９】
この場合、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＮやＡｌＧａＩｎＮ基板は、ＺｎＯのように昇華温度が７５０℃と低くないので、バッファ層２等の成長温度は７５０℃未満に限定されるものではないし、バッファ層２以降の各層の成長方法として、ガスソース分子線エピタキシー（ＧＳＭＢＥ）法、触媒化学気相成長（Ｃａｔ−ＣＶＤ）法や有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法等を用いても良い。
【００７０】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る半導体発光素子の製造工程を示す断面図である。なお、図４において、図１，図２と同一符号は同一要素を示している。
まず、第１実施形態と同様に、ＺｎＯ基板１に凸部１ａを形成し、さらにその上に、バッファ層２からコンタクト層８までを形成する。
【００７１】
この後に、図４（ａ）に示すように、下部クラッド層３からコンタクト層８までの各層の（１１＿２２）面のうち、後の工程でコンタクト層８に接続される電極の形成領域の周囲にプロトン、ボロン、酸素、カーボン等のイオン等を注入して高抵抗化し、電流狭窄領域１４を形成する。続いて、第１実施形態と同様に、下側電極９を形成する。
【００７２】
その後、図４（ｂ）に示すように、コンタクト層８及び電流狭窄領域１４上に、第１実施形態と同様な方法で絶縁膜１０を形成する。さらに、図４（ｃ）に示すように、第１実施形態と同様な方法で、コンタクト層８のうちの（１１＿２２）面上の絶縁膜１０に開口部１０ａ，１０ｂを形成する。そして、それらの開口部１０ａ、１０ｂを通してコンタクト層８に接続される電極１２ａ，１２ｂを形成する。
【００７３】
この実施形態によれば、コンタクト層８及びその下層にイオン注入により高抵抗化された電流狭窄領域１４を形成したので、電流が流れる流域を精度良く画定して電流密度の低下を抑制する等を行うことができる。
【００７４】
（第３の実施の形態）
図５、図６は、本発明の第３実施形態に係る半導体発光素子の製造工程を示す断面図である。
【００７５】
まず、図５（ａ）に示すように、ｃ面を主面２１ｆとするウルツ鉱型結晶の酸化亜鉛（ＺｎＯ）基板２１を用意し、そのＺｎＯ基板２１に対して第１実施形態と同様な条件により、表面平坦化処理、サーマルクリーニング処理、窒化処理（又は酸素アニール）あるいはIII族処理を順に行う。なお、主面２１ｆは、第１実施形態と同様にｃ面の微傾斜面であってもよい。
【００７６】
ついで、図５（ｂ）に示すように、ＺｎＯ基板２１の主面２１ｆ上に、ＡｌＧａＩｎＮ等よりなる格子整合系バッファ層２２をＲＦＭＢＥ法により形成する。バッファ層２２の厚さは、その後の選択成長の際にＡｎＯ基板２１の劣化が防止される値とする。
【００７７】
バッファ層２２をIII-Ｖ族窒化物半導体としてＡｌＧａＩｎＮを形成する場合には、成長温度Ｔｇを４００〜６００℃、プラズマ電力Ｐを３００〜５００Ｗに設定する。また、窒素ガスを１〜５sccmで導入する。III族原料としては、高純度のＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ金属元素をクヌーセンセルで蒸発させて基板に供給する。この場合、ドーパントとしてＳｉを導入する。
【００７８】
次に、図５（ｃ）に示すように、バッファ層２２上に、ストライプ状の開口部２３ａを有する選択成長用マスク２３を形成する。ストライプは、＜１＿１００＞軸（ｍ軸）と等価な方向に平行である。これにより、半導体レーザ素子を作製した際にｍ面に端面形成できる。
【００７９】
選択成長用マスク２３は、バッファ層２２上に例えばＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3や、又は、Ｔｉ、Ｗ等若しくはその窒化物からなる膜をプラズマＣＶＤ法などにより形成した後に、フォトレジスト（不図示）を用いてその膜をパターニングすることにより開口部２３ａを形成する。
【００８０】
なお、プラズマＣＶＤ法によって選択成長用マスク２３を形成しても、既にバッファ層２２により覆われたＺｎＯ基板２１の表面からの昇華は防止される。なお、導電性の選択成長用マスク２３は、最終的に除去されてもよい。
【００８１】
続いて、図５（ｄ）に示すように、選択成長用マスク２３の開口部２３ａから露出したバッファ層２２上に有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法又はガスソース分子線エピタキシー（ＧＳＭＢＥ）法によりＩｎＧａＮ層２４を選択成長する。選択成長されたＩｎＧａＮ層２４は、断面が略台形状の凸部となり、その上面はｃ面となり、両側の斜面は（１１＿２２）面となり、前後の面は劈開によりｍ面となる。
【００８２】
ＧＳＭＢＥ法によりＩｎＧａＮ層２４を選択成長する場合には、成長温度Ｔｇを４００〜８５０℃に設定する。また、アンモニア（ＮＨ3）ガスを５０sccmで導入する。III族原料としては、高純度のＧａ金属元素をクヌーセンセルで蒸発させて基板に供給する。インジウムも同様な方法で基板に供給する。この場合、ドーパントとしてＳｉを用いる。
【００８３】
ＭＯＣＶＤ法による場合には、成長温度を９００〜１１５０℃に設定し、窒素ソースガスとしてアンモニア、Ｇａソースガスとしてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）を用いる。また、ドーパントとして導入するＳｉとしてソースガスとしてシランを用いる。
【００８４】
次に、図５（ｅ）に示すように、ＩｎＧａＮ層２４の表面に下部クラッド層２５としてｎ型ＡｌＧａＩｎＮをＧＳＭＢＥ法又はＭＯＣＶＤ法により選択成長する。
【００８５】
下部クラッド層２５となるｎ型ＡｌＧａＩｎＮをＧＳＭＢＥ法により形成する場合には、その成長温度Ｔgを例えば４００〜８５０℃に設定する。III族原料としては、高純度のＩｎ、Ｇａ及びＡｌ金属原料をクヌーセンセルで蒸発させて供給する。Ｖ族原料として、アンモニアガスを５０sccmの流量で成長雰囲気中に導入する。ｎ型ドーパントとしてＳｉを用いる。
【００８６】
また、ｎ型ＡｌＧａＩｎＮをＭＯＣＶＤ法により形成する場合には、  成長温度を９００〜１１５０℃に設定し、窒素ソースガスとしてアンモニア、Ａｌソースガスとしてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、インジウムソースガスとしてトリメチルインジウム（ＴＭＩ）、ガリウムソースガスとしてＴＭＧを導入する。ｎ型ドーパントとしてＳｉを用い、そのソースガスとしてシランを使用する。
【００８７】
次に、図６（ａ）に示すように、ＡｌＧａＩｎＮよりなる第１の光ガイド層２６と、ＩｎxＧａ1-xＮ井戸層／ＩｎyＧａ1-yＮ障壁層（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、ｙ＜ｘ、ｘ＞０．２）よりなるＭＱＷ活性層２７と、ＡｌＧａＩｎＮよりなる第２の光ガイド層２８とを順に成長する。
【００８８】
第１、第２の光ガイド層２６，２８となるＡｌＧａＩｎＮをＧＳＭＢＥ法により形成する場合には、その成長温度Ｔgを例えば４００〜８５０℃に設定する。III族原料としては、高純度のＩｎ、Ｇａ及びＡｌ金属原料をクヌーセンセルで蒸発させて供給する。Ｖ族原料として、アンモニアガスを５０sccmの流量で成長雰囲気中に導入する。
【００８９】
また、ＩｎxＧａ1-xＮ井戸層／ＩｎyＧａ1-yＮ障壁層をＧＳＭＢＥ法により形成する場合には、その成長温度Ｔgを例えば４００〜８５０℃に設定される。III族原料としては、高純度のＩｎ及びＧａ金属原料をクヌーセンセルで蒸発させて供給する。Ｖ族原料として、アンモニアガスを５０sccmの流量で成長雰囲気中に導入する。なお、井戸層、障壁層ではＩｎ、Ｇａの供給量は異なる。
【００９０】
ＭＯＣＶＤ法によりＡｌＧａＩｎＮを形成する場合には、成長温度を９００〜１１５０℃に設定し、窒素ソースガスとしてアンモニア、ＡｌソースガスとしてＴＭＡ、インジウムソースガスとしてＴＭＩ、ガリウムソースガスとしてＴＭＧを導入する。
【００９１】
ＭＯＣＶＤ法によりアンドープＩｎxＧａ1-xＮ井戸層／ＩｎyＧａ1-yＮ障壁層を形成する場合には、成長温度を９００〜１１５０℃に設定し、窒素ガスソースとしてアンモニア、ＧａガスソースとしてＴＭＧ、インジウムガスソースとしてＴＭＩを導入する。なお、井戸層、障壁層ではＴＭＩ、ＴＭＧの供給量は異なる。
【００９２】
次に、図６（ｂ）に示すように、ｐ型ＡｌＧａＩｎＮの上部クラッド層２９を第２の光ガイド層２８の上に形成し、さらに、ｐ型ＩｎＧａＮよりなるコンタクト層３０を形成する。
【００９３】
上部クラッド層２９となるＡｌＧａＩｎＮをＧＳＭＢＥ法により形成する場合には、成長温度Ｔgを例えば４００〜８５０℃に設定する。III族原料としては、高純度のＩｎ、Ｇａ及びＡｌ金属原料をクヌーセンセルで蒸発させて供給する。Ｖ族原料として、アンモニアガスを５０sccmの流量で成長雰囲気に導入する。
【００９４】
また、コンタクト層３０となるＩｎＧａＮをＧＳＭＢＥ法により形成する場合には、成長温度Ｔgは例えば４００〜８５０℃に設定される。III族原料としては、高純度のＩｎ及びＧａ金属原料をクヌーセンセルで蒸発させて基板に供給する。Ｖ族原料として、アンモニアガスを５０sccmの流量で成長雰囲気内に導入する。
【００９５】
なお、上部クラッド層２９、コンタクト層３０のｐ型ドーパントとしてＭｇ、Ｂｅや、ＭｇとＳｉのコドープなどを用いる。
【００９６】
ＭＯＣＶＤ法により上部クラッド層２９となるＡｌＧａＩｎＮを形成する場合には、成長温度を９００〜１１５０℃に設定し、窒素ソースガスとしてアンモニア、ＡｌソースガスとしてＴＭＡ、インジウムソースガスとしてＴＭＩ、ガリウムソースガスとしてＴＭＧを導入する。
【００９７】
また、ＭＯＣＶＤ法によりコンタクト層３０となるＩｎＧａＮを形成する場合には、成長温度を９００〜１１５０℃に設定し、窒素ガスソースとしてアンモニア、ＧａガスソースとしてＴＭＧ、インジウムガスソースとしてＴＭＩを導入する。
【００９８】
なお、コンタクト層３０、上部クラッド層２９に含有されるｐ型ドーパントのガスソースとして、シクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）を用いる。
【００９９】
以上の下部クラッド層２５からコンタクト層３０までの各層において、ＩｎＧａＮ層２４の上方ではｃ面となり、その両側では（１１＿２２）面、即ち半極性面となる。
【０１００】
次に、図６（ｃ）に示すように、ＺｎＯ基板１の下面にオーミック接触する下側電極３３が形成される。下側電極３３は、抵抗加熱蒸着法、ＥＢ法、スパッタ法等により形成されるＴｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ等の複数層の金属膜から構成され、その形成後にシンタリングされる。
【０１０１】
続いて、酸化シリコン等の絶縁膜３２をプラズマＣＶＤ法等によりコンタクト層３０の上に堆積させる。
次に、図６（ｄ）の構造を形成するまでの工程を説明する。
【０１０２】
まず、コンタクト層３０のうち（１１＿２２）面のうち、後の工程でコンタクト層３０に接続される電極の形成領域部分のみをフォトリソグラフィー工程により絶縁膜３２を除去する。図示しないフォトレジストのパターンを用いて、コンタクト層３０の両側の斜面、即ち（１１＿２２）面の上にある絶縁膜３２に開口部３２ａ、３２ｂを形成する。絶縁膜３２に覆われた部分は、電流が流れないので電流狭窄領域３１となる。
【０１０３】
次に、開口部３１ａ、３１ｂを通してコンタクト層３０にオーミック接触される上側電極３４ａ、３４ｂをリフトオフ法により形成する。上側電極３４ａ、３４ｂは、スパッタ法、抵抗加熱蒸着法、ＥＢ法等によりＮｉ／Ａｕ、又はＰｄ／Ｐｔ／Ａｕのような複数層構造の金属膜から構成され、リフトオフ法によりパターニングされる。なお。その金属膜は、形成後にシンタリングされる。コンタクト層３０はｐ型導電性を有しており、これによりｐ型電極を形成することができる。
【０１０４】
ＺｎＯ基板１上のＩｎＧａＮ層２４の前後の端面には劈開によりｍ面が現れる。そして、ＩｎＧａＮ層２４の前と後をｍ面で劈開した後に現れる活性層２７、光ガイド層２６，２８、クラッド層２５，２９のｍ面（端面）のうちの一方には、ＧａＮより低い屈折率を有する１層以上の低反射膜であって、膜厚がλ／（４ｎ）（λ：発光波長、ｎ：屈折率）であり、非反射膜を形成する。また、他方の端のｍ面上には、低屈折率と高屈折率を交互に積層してなる高反射膜を形成する。膜厚がλ／（４ｎ）（λ：発光波長、ｎ：屈折率）である。
【０１０５】
以上のような工程により、波長４８０ｎｍ以上の光、例えば緑色の光を発光する半導体レーザが形成される。
【０１０６】
なお、１つのＩｎＧａＮ層２４からなる凸部の両側方の２カ所の（１１＿２２）面に半導体レーザが形成されることになり、図６（ｄ）ではそれら領域の各電極３４ａ，３４ｂで別々に各半導体レーザを制御できるようにしているが、電極３４ａ，３４ｂをパターニングすることなく、凸部の上方での絶縁膜３２の上の全体を覆うようにしてもよい。
【０１０７】
以上のような実施形態によれば、ＺｎＯ基板２１のうち露出が比較的容易なｃ面又はその微傾斜面を主面２１ｆとし、その主面２１ｆの全面にＲＦＭＢＥ法により７５０℃未満の温度でバッファ層２２を成長した後に、選択成長法によりＩｎＧａＮ層２４を凸状に形成している。その凸状のＩｎＧａＮ層２４の両側には（１１＿２２）面が形成される。
【０１０８】
従って、ｃ面又はその微傾斜面を主面２１ｆとした安価なＺｎＯ基板２１を使用することにより（１１＿２２）面を持つＩｎＧａＮ層２４の形成が可能になる。しかも、（１１＿２２）面上に形成される活性層２７のエネルギーバンド構造は、第１実施形態と同様に図３に示すようになる。
【０１０９】
そして、上側電極３４ａ，３４ｂから下側電極３３に向けて駆動電流を流すと、駆動電流はコンタクト層３０の（１１＿２２）面から斜め下方に流れて、上部クラッド層２９、活性層２７、光ガイド層２６，２８、下部クラッド層２５、ＩｎＧａＮ層２４、バッファ層２２、ＺｎＯ基板２１を通して下側電極３３に流れ、その端面から例えば緑色の光が出射されることになる。
【０１１０】
（１１＿２２）面を下地として形成された半導体レーザは、外部量子効率を高めることができるとともに、電流密度が高くなるにつれて発光波長が短くなるブルーシフト現象を抑制することができる。また、（１１＿２２）面を下地として形成された半導体レーザの活性層２７のバンド構造は、第１実施形態と同じようになってピエゾ電界が比較的小さくなるので、発光再結合確率を高くして内部量子効率を高めることが可能になる。
【０１１１】
しかも、活性層２７のＩｎＧａＮに近い格子定数を有するＺｎＯ基板２１および格子整合系のクラッド層２５，２９を用いることにより、活性層２７内で相分離が生じ難くなって活性層２７を構成するIII-Ｖ族窒化物半導体のＩｎ組成比を２０％以上の均一なＩｎ組成を有するＩｎＧａＮ活性層を実現することが可能になる。
【０１１２】
また、格子整合系のＺｎＯ基板２１およびクラッド層２５，２９を用いることにより、（１１＿２２）面の活性層２７の貫通転位密度を低減することができる。
【０１１３】
さらに、主面２１ｆがｃ面またはその面から微傾斜したＺｎＯ基板２１を用いても、（１１＿２２）面を下地とした半導体の成長が可能になるので、安価な基板の使用による発光波長４８０ｎｍ以上、例えば緑色の発光の光デバイスの普及が可能になる。
【０１１４】
なお、上記半導体発光素子用基板としてＺｎＯ基板を使用したが、ＺｎＯ基板を除去しても良いし、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＮやＡｌＩｎＧａＮ基板を使用しても良い。
【０１１５】
（第４の実施の形態）
図７は、本発明の第４実施形態に係る半導体発光素子の製造工程を示す断面図である。なお、図７において、図５，図６と同一符号は同一要素を示している。
【０１１６】
まず、第３実施形態と同様に、ＺｎＯ基板２１表面に格子整合系バッファ層２２を形成し、さらに格子整合系バッファ層２２上に選択成長用マスク２３を形成し、ついで、第３実施形態と同様にして選択成長用マスク２３の開口部２３ａ上にＩｎＧａＮ層２４からコンタクト層３０までを形成する。
【０１１７】
この後に、図７（ａ）に示すように、下部クラッド層２５からコンタクト層３０までの各層における（１１＿２２）面のうち、後の工程でコンタクト層３０に接続される電極の形成領域の周囲にプロトン、ボロン、酸素、カーボン等のイオン等を注入して高抵抗化し、電流狭窄領域３５を形成する。続いて、第３実施形態と同様に、下側電極３３を形成する。
【０１１８】
その後、図７（ｂ）に示すように、コンタクト層３０及び電流狭窄領域３５上に、第３実施形態と同様な方法で絶縁膜３２を形成する。さらに、図７（ｃ）に示すように、第３実施形態と同様な方法で、コンタクト層３０のうちの（１１＿２２）面上の絶縁膜３２に開口部３２ａ，３２ｂを形成する。そして、それらの開口部３２ａ、３２ｂを通してコンタクト層８に接続される電極３４ａ，３４ｂを形成する。
【０１１９】
この実施形態によれば、上側電極３４ａ，３４ｂの周囲のコンタクト層３０及びその下層に電流狭窄領域３５をイオン注入により形成したので、電流が流れる流域を精度良く画定して電流密度の低下を抑制する等を行うことができる。
【０１２０】
（第５の実施の形態）
第１〜第４実施形態に係る半導体レーザでは、バッファ層２，２２としてＩｎＧａＮ層、下部クラッド層３，２５としてＡｌＧａＩｎＮ層、上部クラッド層７，２９としてＡｌＧａＩｎＮ層を使用しているが、これに限定されるものではない。
【０１２１】
例えば、バッファ層２，２２をＡｌ1-y-zＧａyＩｎzＮ（０≦ｙ＜１、０≦ｚ＜１、ｙ＋ｚ≦１）とし、下部クラッド層３，２５と上部クラッド層７，２９のいずれか一方をＡｌ1-p-qＧａpＩｎq Ｎ（０≦ｐ＜１、０≦ｑ＜１、ｐ＋ｑ≦１）としてもよい。
【０１２２】
また、第１〜第４実施形態に係る半導体レーザでは、バッファ層２，２２、下部クラッド層３，２５、上部クラッド層７，２９をIII-Ｖ族窒化物化合物半導体から構成しているが、II-VI族酸化亜鉛系化合物から構成してもよい。即ち、バッファ層２，２２、クラッド層３，２５，７，２９をＺｎ1-a-b-c Ｍｇ aＢｅ bＣｄ cO（０≦ａ＜１、０≦ｂ＜１、０≦ｃ＜１、ａ＋ｂ+ｃ≦１）から構成してもよい。
【０１２３】
また、バッファ層２２をＺｎＭｇＢｅＣｄＯ、ＺｎＭｇＢｅＯ等のII-VI族酸化物半導体により構成する場合には、ＧＳＭＢＥ法、ＲＦＭＢＥ法やＭＯＣＶＤ法により形成する。この場合、例えば、ＲＦＭＢＥ法では、成長温度Ｔｇを４００〜６００℃、プラズマ電力Ｐを３００〜５００Ｗに設定する。また、酸素（Ｏ2）ガスを１〜５sccmで導入する。II族原料としては、必要な高純度のＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃｄ金属元素をクヌーセンセルで蒸発させて基板に供給する。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体発光素子の製造工程を示す断面図（その１）である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態に係る半導体発光素子の製造工程を示す断面図（その２）である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る半導体発光素子のエネルギーバンド図である。
【図４】図４は、本発明の第２実施形態に係る半導体発光素子の製造工程を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の第３実施形態に係る半導体発光素子の製造工程を示す断面図（その１）である。
【図６】図６は、本発明の第３実施形態に係る半導体発光素子の製造工程を示す断面図（その２）である。
【図７】図７は、本発明の第４実施形態に係る半導体発光素子の製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１：ＺｎＯ基板
１ａ：凸部
２：バッファ層
３：下部クラッド層
４：光ガイド層
５：ＭＱＷ活性層
６：光ガイド層
７：上部クラッド層
８：コンタクト層
９、１２ａ，１２ｂ：電極
１０：絶縁膜
１１，１４：電流狭窄領域
２１：ＺｎＯ基板
２２：バッファ層
２３：選択酸化用マスク
２４：ＩｎＧａＮ層
２５：上部クラッド層
２６：光ガイド層
２７：ＭＱＷ活性層
２８：光ガイド層
２９：クラッド層
３０：コンタクト層
３１，３５：電流狭窄領域
３２：絶縁膜
３３、３４ａ，３４ｂ：電極
【図１】
2008159635.tif 000003
【図２】
2008159635.tif 000004
【図３】
2008159635.tif 000005
【図４】
2008159635.tif 000006
【図５】
2008159635.tif 000007
【図６】
2008159635.tif 000008
【図７】
2008159635.tif 000009