(57)【要約】【課題】端面窓構造を極めて簡単に形成することができ、光導波損失やレーザ動作時の光吸収・局所的な発熱を抑えることができる、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体レーザおよびその製造方法を提供する。【解決手段】ｎ型ＧａＮ基板１１上の少なくとも端面窓構造の形成位置の近傍にＳｉＯ2 膜などからなる絶縁膜マスク１６を形成する。絶縁膜マスク１６の幅、間隔、形状、位置などは設計により決める。この絶縁膜マスク１６で覆われていない部分のｎ型ＧａＮ基板１１上に、ＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる活性層１９を含むＧａＮ系半導体層２５を成長させることにより、端面窓構造を有する半導体レーザを製造する。絶縁膜マスク１６の上の部分に形成された凹部は絶縁物で埋めるのが好ましい。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、少なくともＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる活性層を含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させるようにした、端面窓構造を有する半導体レーザの製造方法であって、
上記基板上の、少なくとも上記端面窓構造の形成位置の近傍に絶縁膜からなるマスクを形成する工程と、
上記マスクで覆われていない部分の上記基板上に上記活性層を含む上記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させる工程とを有する
ことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項２】
上記基板上の、上記端面窓構造の形成位置の近傍でかつレーザストライプの形成位置の一方の側または両側に上記マスクを形成することを特徴とする請求項１記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項３】
上記基板上の、レーザストライプの形成位置の一方の側に上記レーザストライプの形成位置に沿って上記マスクを形成し、この際、上記レーザストライプの形成位置と上記マスクとの間の間隔が上記端面窓構造の形成位置の近傍において他の部分よりも小さくなるようにすることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項４】
上記基板上の、レーザストライプの形成位置の両側に上記レーザストライプの形成位置に沿って上記マスクを形成し、この際、上記レーザストライプの形成位置の両側の上記マスクの間の間隔が上記端面窓構造の形成位置の近傍において他の部分よりも大きくなるようにすることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項５】
上記マスクで覆われていない部分の上記基板上に上記活性層を含む上記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させた後、上記マスクの上の部分に形成された凹部の少なくとも一部を絶縁物で埋める工程をさらに有することを特徴とする請求項１記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項６】
上記凹部を上記絶縁物で埋めて表面を平坦化することを特徴とする請求項５記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項７】
上記絶縁物が塗布型絶縁物、有機物、酸化物または窒化物からなることを特徴とする請求項５記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項８】
基板上に、少なくともＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる活性層を含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を有する、端面窓構造を有する半導体レーザであって、
上記基板上の、少なくとも上記端面窓構造に対応する部分の近傍に絶縁膜からなるマスクが形成されており、
上記マスクで覆われていない部分の上記基板上に上記活性層を含む上記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層が成長されている
ことを特徴とする半導体レーザ。
【請求項９】
上記マスクの上の部分に形成された凹部の少なくとも一部が絶縁物で埋められていることを特徴とする請求項８記載の半導体レーザ。
【請求項１０】
上記凹部が上記絶縁物で埋められて表面が平坦化されていることを特徴とする請求項９記載の半導体レーザ。
【請求項１１】
光源に半導体レーザを用いた光ピックアップにおいて、
上記半導体レーザとして、
基板上に、少なくともＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる活性層を含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を有する、端面窓構造を有する半導体レーザであって、
上記基板上の、少なくとも上記端面窓構造に対応する部分の近傍に絶縁膜からなるマスクが形成されており、
上記マスクで覆われていない部分の上記基板上に上記活性層を含む上記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層が成長されているものを用いた
ことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１２】
光源に半導体レーザを用いた光ディスク装置において、
上記半導体レーザとして、
基板上に、少なくともＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる活性層を含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を有する、端面窓構造を有する半導体レーザであって、
上記基板上の、少なくとも上記端面窓構造に対応する部分の近傍に絶縁膜からなるマスクが形成されており、
上記マスクで覆われていない部分の上記基板上に上記活性層を含む上記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層が成長されているものを用いた
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１３】
基板上に、この基板の表面に沿う少なくとも一方向にバンドギャップエネルギーが変化する部分を有する、少なくともＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させるようにした半導体装置の製造方法であって、
上記基板上の、上記バンドギャップエネルギーが変化する部分に対応する部分の近傍に絶縁膜からなるマスクを形成する工程と、
上記マスクで覆われていない部分の上記基板上に上記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させる工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
上記マスクで覆われていない部分の上記基板上に上記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させた後、上記マスクの上の部分に形成された凹部の少なくとも一部を絶縁物で埋める工程をさらに有することを特徴とする請求項１３記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
基板上に、この基板の表面に沿う少なくとも一方向にバンドギャップエネルギーが変化する部分を有する、少なくともＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を有する半導体装置であって、
上記基板上の、上記バンドギャップエネルギーが変化する部分の近傍に絶縁膜からなるマスクが形成されており、
上記マスクで覆われていない部分の上記基板上に上記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層が成長されている
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
上記マスクの上の部分に形成された凹部の少なくとも一部が絶縁物で埋められていることを特徴とする請求項１５記載の半導体装置。
【請求項１７】
基板上に、この基板の表面に沿う少なくとも一方向にバンドギャップエネルギーが変化する部分を有する、少なくともＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させるようにした窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の成長方法であって、
上記基板上の、上記バンドギャップエネルギーが変化する部分に対応する部分の近傍に絶縁膜からなるマスクを形成する工程と、
上記マスクで覆われていない部分の上記基板上に上記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させる工程とを有する
ことを特徴とする窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の成長方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体レーザの製造方法、半導体レーザ、光ピックアップ、光ディスク装置、半導体装置の製造方法、半導体装置および窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の成長方法に関し、例えば、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いた端面窓構造を有するリッジストライプ型半導体レーザならびにこれを光源に用いる光ピックアップおよび光ディスク装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザの最大光出力を増大させるためには、共振器端面に活性層からの光に対して透明な窓を設ける端面窓構造の導入が必要不可欠である。
従来のＧａＩｎＰ系の赤色発光半導体レーザでは、レーザ構造を形成する半導体層の成長後に共振器端面となる部位の近傍の半導体層にＺｎ原子を拡散させ、局所的にバンドギャップエネルギーを増大させることにより端面窓構造を形成する方法が有効であった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
一方、近年、高密度光ディスク装置などでは、光源として窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体系の半導体レーザが用いられている。この窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の多くは、ＧａＩｎＰ系半導体と比較して、熱的・機械的に安定な材料である。このため、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体系の半導体レーザにおいては、ＧａＩｎＰ系赤色発光半導体レーザで有効であった、異種原子の拡散プロセスおよびウェットエッチングによる端面窓構造の形成が困難である。
【０００４】
そこで、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体系の半導体レーザにおいては、これまでに様々な端面窓構造の形成方法の提案・実験が行われている。以下に、これまで提案された端面窓構造の形成方法について説明する。
劈開によりレーザバーを形成した後、Ｈ2 プラズマ暴露やレーザ光照射によるＩｎ脱離現象を利用し、共振器端面近傍のバンドギャップエネルギーを増大させて端面窓構造を形成する提案がなされている（例えば、特許文献２、３参照。）。しかしながら、これらの方法の実施のためには、高真空チャンバー装置が必要になるために設備投資が大掛かりになるだけではなく、劈開後に共振器端面を処理することは、一般的に生産性への課題が残される。
【０００５】
数多くの提案がなされているのは、基板上にレーザ構造を形成する半導体層をエピタキシャル成長させた後に、この半導体層のうちの共振器端面になる部分を反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching: ＲＩＥ）で掘削し、その部分に再度、バンドギャップエネルギーの大きな窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層をエピタキシャル成長させる方法である（例えば、特許文献４〜７参照。）。しかしながら、この方法では、ＲＩＥで掘削した表面には、表面準位が形成されてしまい、レーザ動作時に光吸収・局所的な発熱が起こる懸念がある。
【０００６】
また、その他の例として、ＲＩＥまたは絶縁膜蒸着により幾何学的な段差を設けた基板上に、レーザ構造を形成する半導体層をエピタキシャル成長させることにより、端面窓構造を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献８〜１１参照。）。この方法は、レーザ光の進行方向に、活性層と比較してバンドギャップエネルギーの大きなクラッド層が端面窓構造として働くことを意図している。代表的な例を図４９に示す。図４９に示すように、この半導体レーザにおいては、基板１０１の一主面をＲＩＥでパターニングすることにより凹部１０１ａを設け、その上にｎ型半導体層１０２、活性層１０３およびｐ型半導体層１０４を順次成長させ、ｐ型半導体層１０４上にｐ側電極１０５、アイソレーション電極１０６およびパッド電極１０７を形成する。しかしながら、これらの方法には次のような問題点がある。すなわち、基板１０１の凹部１０１ａにより、ｎ型半導体層１０２、活性層１０３およびｐ型半導体層１０４に急峻な幾何学的段差が発生するため、この段差近傍において、光導波損失が生じてしまう。また、共振器端面近傍の活性層１０３のワイドギャップ化による透明化は意図されておらず、有効な端面窓構造として働かない可能性がある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−４５００９号公報
【特許文献２】特開２００６−１４７８１４号公報
【特許文献３】特開２００６−１４７８１５号公報
【特許文献４】特開２００４−１３４５５５号公報
【特許文献５】特開２００３−６０２９８号公報
【特許文献６】国際公開第０３／０３６７７１号パンフレット
【特許文献７】特開２００２−２０４０３６号公報
【特許文献８】特開２００５−１９１５８８号公報
【特許文献９】特開２００５−２９４３９４号公報
【特許文献１０】特開２００３−１９８０５７号公報
【特許文献１１】特開２０００−１９６１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体系の半導体レーザにおける従来の端面窓構造の形成方法には多くの問題があった。
そこで、この発明が解決しようとする課題は、端面窓構造を極めて簡単に形成することができ、光導波損失を抑えることができ、表面準位の存在によるレーザ動作時の光吸収・局所的な発熱を抑えることができる、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体レーザおよびその製造方法を提供することである。
この発明が解決しようとする他の課題は、上記の優れた半導体レーザを光源に用いた光ピックアップおよび光ディスク装置を提供することである。
この発明が解決しようとする課題は、より一般的には、少なくとも一方向にバンドギャップエネルギーが変化する部分を有する、少なくともＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を極めて簡単に成長させることができる窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の成長方法ならびにこの成長方法を利用した半導体装置およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、あらかじめ絶縁膜マスクを形成した基板上に、ＩｎＧａＮ層のような少なくともＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させる場合に、この絶縁膜マスクの幅、間隔、形状、位置などを選択することにより、この窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の所望の部位のバンドギャップエネルギーを制御することができることを見出し、この発明を案出するに至った。本発明者らが独自に得た知見について説明すると次の通りである。
【００１０】
次のような基礎的検討実験を行った。
図１ＡおよびＢに示すように、ｎ型ＧａＮ基板１上に幅ｗのストライプ形状の２本のＳｉＯ2 膜マスク２を間隔ｄで互いに平行に形成した。ここで、図１Ａは平面図、図１Ｂは図１ＡのＢ−Ｂ線に沿っての断面図である。そして、図２ＡおよびＢに示すように、このＳｉＯ2 膜マスク２が形成されたｎ型ＧａＮ基板１上に、ＧａＮ系半導体レーザのレーザ構造を形成する層のうちの、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層３ａ、ｎ型ＧａＮ光導波層３ｂ、アンドープのＧａ1-x Ｉｎx Ｎ（量子井戸層）／Ｇａ1-y Ｉｎy Ｎ（障壁層、ｘ＞ｙ）多重量子井戸構造の活性層３ｃおよびアンドープＩｎＧａＮ光導波層３ｄからなるＧａＮ系半導体層３をエピタキシャル成長させた。ここで、Ｉｎを含まない層であるｎ型ＡｌＧａＮクラッド層３ａおよびｎ型ＧａＮ光導波層３ｂの成長温度は例えば９００〜１１００℃とし、Ｉｎを含む層であるＧａ1-x Ｉｎx Ｎ／Ｇａ1-y Ｉｎy Ｎ多重量子井戸構造の活性層３ｃおよびアンドープＩｎＧａＮ光導波層３ｄの成長温度は例えば７００〜８００℃とする。この場合、このＧａＮ系半導体層３は、ＳｉＯ2 膜マスク２上には実質的に成長せず、これらのＳｉＯ2 膜マスク２で覆われていない部分のｎ型ＧａＮ基板１上にのみ成長する。
【００１１】
こうして作製した試料に励起光（ｈν）を照射し、顕微フォトルミネッセンス法により活性層３ｃからの発光のピークエネルギー評価を行った（図２Ｂ参照）。その結果、活性層３ｃからの発光のピークエネルギーの、ＳｉＯ2 膜マスク２の幅ｗおよび間隔ｄに対する依存性に関して、基礎的なデータを得ることができた。図３および図４に測定結果を示す。
【００１２】
図３に示すグラフの縦軸のΔλb は次のように定義される。ＳｉＯ2 膜マスク２から充分遠い位置に形成されるＧａＮ系半導体層３の平坦部の活性層３ｃからの発光のピークエネルギーに対応する波長をλ1 とする。この場合、ＳｉＯ2 膜マスク２から離れるに従い、発光ピークエネルギーに対応する波長は、いったん短波長側にシフトしてから再び長波長側にシフトする。発光ピークエネルギーの最大値に対応する最短波長をλmin とする。このとき、Δλb ＝λmin −λ1 と定義する。
図３は、ＳｉＯ2 膜マスク２の幅ｗを一定として間隔ｄを変化させたときのΔλb の変化を示す。幅ｗは５μｍ、３０μｍおよび５０μｍの三水準に変えた。図３から分かるように、概ね、間隔ｄが大きいほど、また、幅ｗが大きいほどΔλb がマイナス方向に増大する傾向がある。例えば、幅ｗが５μｍ、間隔ｄが１０μｍの場合にはΔλb 〜−９ｎｍが得られた。このΔλb 〜−９ｎｍという値は、バンドギャップエネルギーの約８０ｍｅＶの増大に相当する。このバンドギャップエネルギーの変化量は、端面窓構造として充分な大きさである。
【００１３】
図４に示すグラフの縦軸のΔλC は次のように定義される。ＳｉＯ2 膜マスク２の間の部分に成長したＧａＮ系半導体層３の活性層３ｃの中央部からの発光のピークエネルギーに対応する波長をλ2 とする。このとき、ΔλC ＝λ2 −λ1 と定義する。
図４は、ＳｉＯ2 膜マスク２の幅ｗを一定として間隔ｄを変化させたときのΔλC の変化を示す。幅ｗは５μｍ、３０μｍおよび５０μｍの三水準に変えた。図４から分かるように、幅ｗが３０μｍ以上の場合は、ΔλC がマイナス方向にシフトし、また、幅ｗが５μｍの場合は、間隔ｄが５μｍ以下のときにはΔλC がプラス方向にシフトするが、間隔ｄが１０〜５０μｍではΔλC がマイナス方向にシフトする傾向がある。例えば、幅ｗが５μｍ、間隔ｄが３μｍの場合にはΔλC 〜＋５ｎｍが得られ、幅ｗが５μｍ、間隔ｄが２０μｍの場合にはΔλC 〜−５ｎｍが得られた。
【００１４】
図３に示すデータから考えると、１本のＳｉＯ2 膜マスク２を用いるだけでも、発光波長の短波長化（活性層３ｃのバンドギャップエネルギーの増大）が期待されることが分かる。さらに、図４から分かるように、驚くべきことに、ΔλC ＞０、すなわち長波長化（活性層３ｃのバンドギャップエネルギーの減少）させることも可能である。これらのことから、ＳｉＯ2 膜マスク２のパターンを任意に設計することにより、活性層３ｃのバンドギャップエネルギーを自由に変化させることができることが分かる。
【００１５】
本発明者らは、上述のようにＳｉＯ2 膜マスク２を用いてＧａＮ系半導体層３をエピタキシャル成長させた場合に、ＧａＮ系半導体層３の部位により活性層３ｃのバンドギャップエネルギーを変化させることが可能であるのは、Ｉｎの拡散長がＧａの拡散長に比べて非常に小さいためであるという結論に至った。以下、これについて説明する。
図２ＡおよびＢに示すように、ＳｉＯ2 膜マスク２で覆われていない部分のｎ型ＧａＮ基板１上にＧａＮ系半導体層３の活性層３ｃが成長する場合には、成長原料から直接この部分にＩｎおよびＧａが供給されるほか、ＳｉＯ2 膜マスク２上に供給されたＩｎおよびＧａがこのＳｉＯ2 膜マスク２上を拡散することによってもこの部分にＩｎおよびＧａが供給される。
【００１６】
図５Ａ、ＢおよびＣは、ｎ型ＧａＮ基板１上に形成したＳｉＯ2 膜マスク２の縁から、このＳｉＯ2 膜マスク２に直交する方向に測った距離に対して、この縁からその外側に拡散するＧａおよびＩｎの濃度ならびに活性層３ｃのＩｎ組成の変化を示す。図５ＡおよびＢに示すように、Ｉｎの拡散長がＧａの拡散長に比べて非常に小さいと、Ｉｎ濃度は短い距離ΔＸ１で一定になるのに対し、Ｇａ濃度はより長い距離ΔＸ２で一定になる。これを反映して、図５Ｃに示すように、活性層３ｃのＩｎ組成は、距離ΔＸ１までは減少し、いったん最小値をとった後、再び増加し、距離ΔＸ２からは一定となる。距離ΔＸ１およびΔＸ２はそれぞれ、拡散するＧａおよびＩｎの濃度の増加に伴い増加する。
【００１７】
図６は、ＳｉＯ2 膜マスク２の間隔ｄを５μｍに固定した場合に、幅ｗに対するΔＸ１およびΔＸ２の変化を測定した結果を示す。また、図７は、ＳｉＯ2 膜マスク２の幅ｗを５μｍに固定した場合に、間隔ｄに対するΔＸ１およびΔＸ２の変化を測定した結果を示す。図６および図７より、幅ｗが３〜５μｍのとき、活性層３ｃの成長温度においては、Ｇａの最大拡散長は約２０μｍであるのに対し、Ｉｎの最大拡散長は約３μｍに過ぎず、Ｇａの最大拡散長よりも約一桁小さいことが分かる。このことから、幅ｗが３〜５μｍのとき、間隔ｄを４０μｍ程度まで大きくしても、ＳｉＯ2 膜マスク２の間の中央部の活性層３ｃのＩｎ組成を小さくし、バンドギャップエネルギーを大きくすることが可能であると考えられる。
【００１８】
以上では、ＳｉＯ2 膜マスク２を用いた場合について説明したが、他の絶縁膜、例えばＳｉＮ膜やＡｌ2 Ｏ3 膜などにより形成されるマスクを用いても、上記と同様な活性層３ｃのＩｎ組成およびバンドギャップエネルギーの制御が可能である。また、活性層に限らず、ＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層であれば、同様にＩｎ組成およびバンドギャップエネルギーの制御が可能である。
この発明は、本発明者らによる以上の研究に基づいてさらに検討を行った結果、案出されたものである。
【００１９】
すなわち、上記課題を解決するために、第１の発明は、
基板上に、少なくともＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる活性層を含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させるようにした、端面窓構造を有する半導体レーザの製造方法であって、
上記基板上の、少なくとも上記端面窓構造の形成位置の近傍に絶縁膜からなるマスクを形成する工程と、
上記マスクで覆われていない部分の上記基板上に上記活性層を含む上記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させる工程とを有する
ことを特徴とするものである。
【００２０】
第２の発明は、
基板上に、少なくともＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる活性層を含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を有する、端面窓構造を有する半導体レーザであって、
上記基板上の、少なくとも上記端面窓構造に対応する部分の近傍に絶縁膜からなるマスクが形成されており、
上記マスクで覆われていない部分の上記基板上に上記活性層を含む上記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層が成長されている
ことを特徴とするものである。
【００２１】
第３の発明は、
光源に半導体レーザを用いた光ピックアップにおいて、
上記半導体レーザとして、
基板上に、少なくともＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる活性層を含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を有する、端面窓構造を有する半導体レーザであって、
上記基板上の、少なくとも上記端面窓構造に対応する部分の近傍に絶縁膜からなるマスクが形成されており、
上記マスクで覆われていない部分の上記基板上に上記活性層を含む上記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層が成長されているものを用いた
ことを特徴とするものである。
【００２２】
第４の発明は、
光源に半導体レーザを用いた光ディスク装置において、
上記半導体レーザとして、
基板上に、少なくともＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる活性層を含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を有する、端面窓構造を有する半導体レーザであって、
上記基板上の、少なくとも上記端面窓構造に対応する部分の近傍に絶縁膜からなるマスクが形成されており、
上記マスクで覆われていない部分の上記基板上に上記活性層を含む上記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層が成長されているものを用いた
ことを特徴とするものである。
【００２３】
第１〜第４の発明においては、マスクの幅、間隔、形状、位置などは、本発明者らが得た上記の知見などに基づき、半導体レーザに要求される特性などに応じて適宜決められる。このマスクは、例えば、ＳｉＯ2 膜、ＳｉＮ膜、Ａｌ2 Ｏ3 膜などの各種の絶縁膜により形成することができる。マスクの形成の例を挙げると、例えば、基板上の、端面窓構造の形成位置の近傍でかつレーザストライプの形成位置の一方の側または両側にマスクを形成する。このマスクの平面形状は例えば台形、長方形などであるが、これに限定されるものではない。あるいは、基板上の、レーザストライプの形成位置の一方の側にレーザストライプの形成位置に沿ってマスクを形成し、この際、レーザストライプの形成位置とマスクとの間の間隔が端面窓構造の形成位置の近傍において他の部分よりも小さくなり、あるいは大きくなるようにする。あるいは、基板上の、レーザストライプの形成位置の両側にレーザストライプの形成位置に沿ってマスクを形成し、この際、レーザストライプの形成位置の両側のマスクの間の間隔が端面窓構造の形成位置の近傍において他の部分よりも大きくなるようにする。一般的には、マスクの幅Ｗ1 はマスクの間隔Ｗ2 より小さく選ばれるが、これに限定されるものではない。また、レーザストライプの形成位置の両側にマスクを形成する場合、一般的には、共振器中央付近のマスク幅Ｗ3 、マスク間隔Ｗ4 、端面窓構造の形成位置の近傍のマスク幅Ｗ5 、マスク間隔Ｗ6 の関係が、Ｗ3 ＜Ｗ4 かつＷ5 ＜Ｗ6 を満たすが、これに限定されるものではない。これらのマスクを用いて活性層を含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させると、マスクに挟まれた部分またはマスクの近傍の部分のレーザストライプの活性層のＩｎ組成ｘ（あるいは発光波長λ）とマスクのない領域のレーザストライプの活性層のＩｎ組成ｙ（発光波長λ´）との関係がｘ＜ｙ（λ＜λ´）を満たすようにすることができる。また、マスクに挟まれた部分のレーザストライプの厚さｔ1 とマスクのない領域のレーザストライプの厚さｔ2 との関係がｔ2 ＜ｔ1 を満たすようにすることができる。
【００２４】
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は、最も一般的には、ＡｌX Ｂy Ｇａ1-x-y-z Ｉｎz Ａｓu Ｎ1-u-v Ｐv （ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦ｕ≦１、０≦ｖ≦１、０≦ｘ＋ｙ＋ｚ＜１、０≦ｕ＋ｖ＜１）からなり、より具体的には、ＡｌX Ｂy Ｇａ1-x-y-z Ｉｎz Ｎ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦ｘ＋ｙ＋ｚ＜１）からなり、典型的には、ＡｌX Ｇａ1-x-z Ｉｎz Ｎ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｚ≦１）からなり、具体例を挙げると、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮなどからなるが、これに限定されるものではない。少なくともＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は、ＡｌX Ｂy Ｇａ1-x-y-z Ｉｎz Ａｓu Ｎ1-u-v Ｐv （ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０＜ｚ≦１、０≦ｕ≦１、０≦ｖ≦１、０≦ｘ＋ｙ＋ｚ＜１、０≦ｕ＋ｖ＜１）からなり、より具体的には、ＡｌX Ｂy Ｇａ1-x-y-z Ｉｎz Ｎ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０＜ｚ≦１、０≦ｘ＋ｙ＋ｚ＜１）からなり、典型的には、ＡｌX Ｇａ1-x-z Ｉｎz Ｎ（ただし、０≦ｘ≦１、０＜ｚ≦１）からなり、具体例を挙げると、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮなどからなるが、これに限定されるものではない。窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層は、典型的には、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）、ハイドライド気相エピタキシャル成長あるいはハライド気相エピタキシャル成長（ＨＶＰＥ）、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）などの各種のエピタキシャル成長法により成長させることができるが、これに限定されるものではない。基板は、導電性半導体基板、特に窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板（最も典型的にはＧａＮ基板）を用いるのが好ましいが、サファイア基板などの絶縁性基板であってもよく、さらにはこれらの基板上に少なくとも一層の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させたものであってもよい。
【００２５】
好適には、マスクで覆われていない部分の基板上に活性層を含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させた後、この窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の成長によりこのマスクの上の部分に形成された凹部（溝）の少なくとも一部、より好適には少なくとも大部分を絶縁物で埋める工程をさらに有し、それによってこの凹部による段差を緩和するようにする。最も好適には、この凹部の全部を絶縁物で埋めてこの凹部による段差を解消し、表面を平坦化する。このように凹部による段差が緩和され、あるいは解消されることにより、その後の工程で絶縁膜（例えば、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の上部にレーザストライプとなるリッジを形成した後、このリッジの両側を含む部位に形成する電流狭窄用の絶縁膜）や電極などを形成する場合、これらを段切れなどを生じることなく良好に形成することができる。この絶縁物は、基本的にはどのようなものであってもよく、特に限定されないが、例えば、スピンオングラス（Spin on Glass ：ＳＯＧ) などの塗布型絶縁物、ポリイミドなどの各種の有機物、ＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3 などの各種の酸化物、ＳｉＮなどの各種の窒化物などからなる。この絶縁物は、好適にはシロキサンを含まないものが用いられる。そのような塗布型絶縁物としては、例えばリンドープシリケート系無機ＳＯＧなどが挙げられる。
光ディスク装置には、再生（読み出し）専用のもの、記録（書き込み）専用のもの、再生および記録が可能なもののいずれも含まれ、再生および／または記録の方式も特に問わない。光ピックアップはこのような光ディスク装置に用いて好適なものである。
【００２６】
第５の発明は、
基板上に、この基板の表面に沿う少なくとも一方向にバンドギャップエネルギーが変化する部分を有する、少なくともＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させるようにした半導体装置の製造方法であって、
上記基板上の、上記バンドギャップエネルギーが変化する部分に対応する部分の近傍に絶縁膜からなるマスクを形成する工程と、
上記マスクで覆われていない部分の上記基板上に上記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させる工程とを有する
ことを特徴とするものである。
【００２７】
第６の発明は、
基板上に、この基板の表面に沿う少なくとも一方向にバンドギャップエネルギーが変化する部分を有する、少なくともＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を有する半導体装置であって、
上記基板上の、上記バンドギャップエネルギーが変化する部分の近傍に絶縁膜からなるマスクが形成されており、
上記マスクで覆われていない部分の上記基板上に上記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層が成長されている
ことを特徴とするものである。
【００２８】
第５および第６の発明において、半導体装置には、半導体レーザや発光ダイオードなどの半導体発光素子のほか、ＦＥＴなどの電子走行素子などの各種のものが含まれ、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の構成はこれらの素子に応じて適宜設計される。
半導体レーザは垂直共振器型面発光レーザ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：ＶＣＳＥＬ）であってもよい。例えば、第１の反射層と第２の反射層との間に少なくともＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる活性層を挟んだ構造の面発光半導体レーザを製造する場合において、活性層を成長させる際に、この活性層の下層の表面に、例えば円形の開口を有する絶縁膜からなるマスクを形成しておき、その上に活性層を成長させることにより、この円形の開口の縁の近傍の部分では縁から離れるに従ってＩｎ組成および屈折率が小さくなり、続いて中心部に向かってＩｎ組成および屈折率が大きくなるようにすることができる。このため、この面発光半導体レーザにおいては、動作時に、絶縁膜からなるマスクの円形の開口の中心部に対応する部分に光が集中しやすくなるので、動作電流の低減を図ることができる。第１の反射層および第２の反射層としては通常、半導体多層膜からなる分布ブラッグ反射鏡（Distributed Bragg Reflector:ＤＢＲ）が用いられる。
【００２９】
あるいは、上述の面発光半導体レーザにおいて、例えば第２の反射層から出力光を取り出す場合、この第２の反射層の光出射部に、少なくともＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を用いることで、この窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層に所望の屈折率分布を有するレンズ部を形成することができる。すなわち、この窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させる際に、この窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の下層の表面に、例えば円形の開口を有する絶縁膜からなるマスクを形成しておき、その上にこの窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させることにより、上述と同様に、この円形の開口の縁の近傍の部分では縁から離れるに従ってＩｎ組成および屈折率が小さくなり、続いて中心部に向かってＩｎ組成および屈折率が大きくなるようにすることができる。こうすることで、マスクの開口の内部に円形の凸レンズを形成することができる。この凸レンズを構成する窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層のＩｎ組成が活性層のＩｎ組成に比べて小さくなるようにすることにより、活性層からの光がこの凸レンズで吸収されるのを防止することができる。
第５および第６の発明においては、上記以外のことは、その性質に反しない限り、第１〜第４の発明に関連して説明したことが成立する。
【００３０】
第７の発明は、
基板上に、この基板の表面に沿う少なくとも一方向にバンドギャップエネルギーが変化する部分を有する、少なくともＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させるようにした窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の成長方法であって、
上記基板上の、上記バンドギャップエネルギーが変化する部分に対応する部分の近傍に絶縁膜からなるマスクを形成する工程と、
上記マスクで覆われていない部分の上記基板上に上記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させる工程とを有する
ことを特徴とするものである。
【００３１】
この窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の成長方法は、少なくともＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層にバンドギャップエネルギーが変化する部分を形成する場合全般に適用することができ、例えば、半導体レーザ、発光ダイオードなどの半導体装置のほか、上述の凸レンズなどの光学部品、さらにはフォトニック結晶などの製造に適用することもできる。
第７の発明においては、上記以外のことは、その性質に反しない限り、第１〜第６の発明に関連して説明したことが成立する。
【００３２】
上述のように構成された第１〜第４の発明においては、基板上の、少なくとも端面窓構造の形成位置の近傍に絶縁膜からなるマスクを形成し、このマスクで覆われていない部分の基板上に活性層を成長させると、Ｉｎの拡散長がＧａの拡散長に比べて極めて小さいことにより、この端面窓構造を形成する部分の活性層のＩｎ組成は他の部分に比べて小さくなる。この場合、端面窓構造を形成するために基板に凹部を形成しないで済み、また、マスクの形状を適切に選択することにより、活性層を含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層に急峻な段差が形成されないようにすることができるので、光導波損失を抑えることができる。また、端面窓構造を形成する部分の半導体層をＲＩＥで掘削する必要がないため、表面準位が形成されず、レーザ動作時の光吸収・局所的な発熱を防止することができる。さらに、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の成長によりマスクの上の部分に形成された凹部の少なくとも一部を絶縁物で埋めることにより、この凹部による段差を緩和することができ、その後の工程で絶縁膜や電極などを形成する場合、これらを段切れなどが生じることなく良好に形成することができる。
【００３３】
上述のように構成された第５〜第７の発明においては、基板上の、バンドギャップエネルギーが変化する部分に対応する部分の近傍に絶縁膜からなるマスクを形成し、このマスクで覆われていない部分の基板上に窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長させると、Ｉｎの拡散長がＧａの拡散長に比べて極めて小さいことにより、このマスクの近傍の部分の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のＩｎ組成が変化し、バンドギャップエネルギーが変化する。さらに、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の成長によりマスクの上の部分に形成された凹部の少なくとも一部を絶縁物で埋めることにより、この凹部による段差を緩和することができ、その後の工程で絶縁膜や電極などを形成する場合、これらを段切れなどが生じることなく良好に形成することができる。
【発明の効果】
【００３４】
この発明によれば、端面窓構造を極めて簡単に形成することができ、光導波損失を抑えることができ、レーザ動作時の光吸収・局所的な発熱を抑えることができる、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いた半導体レーザを実現することができる。そして、この優れた半導体レーザを光ピックアップの光源に用いることにより、高性能の光ディスク装置を実現することができる。
また、この発明によれば、少なくとも一方向にバンドギャップエネルギーが変化する部分を有する、少なくともＩｎおよびＧａを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を極めて簡単に成長させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図において、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
図８〜図２９はこの発明の第１の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を示す。このＧａＮ系半導体レーザは端面窓構造およびリッジストライプ構造を有し、共振器端面の近傍の部分のｐ側電極を除去して共振器の両端部を電流非注入領域としたものである。
【００３６】
この第１の実施形態においては、まず、図８、図９ＡおよびＢに示すように、ｎ型ＧａＮ基板１１上に、最終的に一つのレーザチップとなる領域であるチップ領域１２を画定する。そして、このチップ領域１２において、最終的に劈開などによりフロント側およびリア側の共振器端面が形成される共振器端面形成位置１３、１４の近傍でかつ後にリッジストライプが形成されるリッジストライプ形成位置１５の両側に、平面形状が台形の絶縁膜マスク１６をこのリッジストライプ形成位置１５に関して線対称に形成する。ここで、図８は平面図、図９Ａは図８のＡ−Ａ線に沿っての断面図、図９Ｂは図８のＢ−Ｂ線に沿っての断面図である。この絶縁膜マスク１６の互いに平行な一対の辺のうちの長い方の辺はリッジストライプ形成位置１５の一方の縁に位置している。この絶縁膜マスク１６は共振器端面形成位置１３、１４から距離ｄ1 の部分は幅ｗ1 を有し、距離ｄ1 〜ｄ2 の部分は共振器長方向に幅がｗ1 から直線的に０に減少するテーパ形状を有する。一例を挙げると、ｄ1 は２０μｍ、ｄ2 は５０μｍ、ｗ1 は５μｍであるが、これに限定されるものではない。この絶縁膜マスク１６は、例えば、ＳｉＯ2 膜、ＳｉＮ膜、Ａｌ2 Ｏ3 膜などの絶縁膜により形成することができる。この絶縁膜マスク１６は、例えば、絶縁膜を真空蒸着法、ＣＶＤ法などによりｎ型ＧａＮ基板１上に形成した後、この絶縁膜をエッチングしてパターニングすることにより容易に形成することができる。この絶縁膜マスク１６の厚さは例えば３００ｎｍ程度であるが、これに限定されるものではない。リッジストライプ形成位置１５の幅はこのＧａＮ系半導体レーザに要求される特性などに応じて決められ、一般的には例えば１〜２０μｍ程度（あるいは１〜１２μｍ程度）であるが、これに限定されるものではない。チップ領域１２は実際にはｎ型ＧａＮ基板１１上に縦横に繰り返し存在するが、図８においては一つのチップ領域１２のみ示されている。また、絶縁膜マスク１６は実際には共振器長方向の互いに隣接する二つ以上のチップ領域１２にまたがって形成されるが、図８においては一つのチップ領域１２内にあるもののみ示されている。図８に示すチップ領域１２の形状および大きさは一例に過ぎず、これに限定されるものではない。
【００３７】
次に、図１０ＡおよびＢに示すように、絶縁膜マスク１６が形成されたｎ型ＧａＮ基板１１上に、例えば有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により、レーザ構造を形成するＧａＮ系半導体層をエピタキシャル成長させる。ここで、図１０Ａは図８のＡ−Ａ線に沿っての断面図、図１０Ｂは図８のＢ−Ｂ線に沿っての断面図である。レーザ構造を形成するＧａＮ系半導体層としては、具体的には、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１７、ｎ型ＧａＮ光導波層１８、アンドープのＧａ1-x Ｉｎx Ｎ（量子井戸層）／Ｇａ1-y Ｉｎy Ｎ（障壁層、ｘ＞ｙ）多重量子井戸構造の活性層１９、アンドープＩｎＧａＮ光導波層２０、アンドープＡｌＧａＮ光導波層２１、ｐ型ＡｌＧａＮ電子障壁層２２、ｐ型ＧａＮ／アンドープＡｌＧａＮ超格子クラッド層２３およびｐ型ＧａＮコンタクト層２４を順次エピタキシャル成長させる。ここで、Ｉｎを含まない層であるｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１７、ｎ型ＧａＮ光導波層１８、アンドープＡｌＧａＮ光導波層２１、ｐ型ＡｌＧａＮ電子障壁層２２、ｐ型ＧａＮ／アンドープＡｌＧａＮ超格子クラッド層２３およびｐ型ＧａＮコンタクト層２４の成長温度は例えば９００〜１１００℃程度とし、Ｉｎを含む層であるＧａ1-x Ｉｎx Ｎ／Ｇａ1-y Ｉｎy Ｎ多重量子井戸構造の活性層１９およびアンドープＩｎＧａＮ光導波層２０の成長温度は例えば７００〜８００℃とするが、これに限定されるものではない。なお、以下においては、必要に応じて、レーザ構造を形成するこれらの層をまとめてＧａＮ系半導体層２５と表す。
【００３８】
これらのＧａＮ系半導体層の成長原料は、例えば、Ｇａの原料としてはトリエチルガリウム（（Ｃ2 Ｈ5 ）3 Ｇａ、ＴＥＧ）またはトリメチルガリウム（（ＣＨ3 ）3 Ｇａ、ＴＭＧ）、Ａｌの原料としてはトリメチルアルミニウム（（ＣＨ3 ）3 Ａｌ、ＴＭＡ）、Ｉｎの原料としてはトリエチルインジウム（（Ｃ2 Ｈ5 ）3 Ｉｎ、ＴＥＩ）またはトリメチルインジウム（（ＣＨ3 ）3 Ｉｎ、ＴＭＩ）を、Ｎの原料としてはアンモニア（ＮＨ3 ）を用いるが、これに限定されるものではない。ドーパントについては、ｎ型ドーパントとしては例えばシラン（ＳｉＨ4 ）を、ｐ型ドーパントとしては例えばビス（メチルシクロペンタジエニル）マグネシウム（（ＣＨ3 Ｃ5 Ｈ4 ）2 Ｍｇ）、ビス（エチルシクロペンタジエニル）マグネシウム（（Ｃ2 Ｈ5 Ｃ5 Ｈ4 ）2 Ｍｇ）あるいはビス（シクロペンタジエニル）マグネシウム（（Ｃ5 Ｈ5 ）2 Ｍｇ）を用いるが、これに限定されるものではない。また、上記のＧａＮ系半導体層の成長時のキャリアガス雰囲気としては、例えば、Ｈ2 ガスが用いられるが、これに限定されるものではない。ＩＩＩ族元素の原料に対するＶ族元素の原料の流量比（Ｖ／ＩＩＩ比）は一般的には１０3 〜１０6 （例えば、１０5 程度）であるが、これに限定されるものではない。また、成長時の圧力は例えば７６０Ｔｏｒｒ（常圧）であるが、これに限定されるものではない。
【００３９】
この場合、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１７、ｎ型ＧａＮ光導波層１８、活性層１９、アンドープＩｎＧａＮ光導波層２０、アンドープＡｌＧａＮ光導波層２１、ｐ型ＡｌＧａＮ電子障壁層２２、ｐ型ＧａＮ／アンドープＡｌＧａＮ超格子クラッド層２３およびｐ型ＧａＮコンタクト層２４は、絶縁膜マスク１６上には実質的に成長せず、この絶縁膜マスク１６で覆われていない部分のｎ型ＧａＮ基板１１上にのみ成長する。このような成長は、従来公知の方法により成長条件を選択することで容易に実現することができる。この際、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１７の成長時においては、一対の絶縁膜マスク１６で挟まれた部分のリッジストライプ形成位置１５には、成長原料からこの部分に直接供給されるＡｌ原子およびＧａ原子に加えて、成長原料からこの部分の両側にある絶縁膜マスク１６上に供給されたＡｌ原子およびＧａ原子もこの絶縁膜マスク１６上を拡散して供給されることにより成長に寄与するため、この一対の絶縁膜マスク１６で挟まれた部分のｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１７の厚さは他の部分に比べて大きくなる。ここで、絶縁膜マスク１６のうちの共振器端面形成位置１３、１４から距離ｄ1 〜ｄ2 の部分は幅がｗ1 から直線的に徐々に０に減少していることにより、この部分のリッジストライプ形成位置１５に絶縁膜マスク１６上から供給されるＡｌ原子およびＧａ原子の量も共振器長方向に徐々に減少することを反映して、このｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１７の厚さは、この部分において共振器長方向に共振器端面形成位置１３、１４に向かって徐々に増加する。一方、絶縁膜マスク１６のうちの共振器端面形成位置１３、１４から距離ｄ1 の部分は一定の幅ｗ1 を有していることにより、この部分のリッジストライプ形成位置１５に絶縁膜マスク１６上から供給されるＡｌ原子およびＧａ原子の量は共振器長方向で一定であることを反映して、このｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１７の厚さは、この部分において一定になる。ｎ型ＧａＮ光導波層１８についても同様である。
【００４０】
一方、ＩｎおよびＧａを含む活性層１９の成長時においては、一対の絶縁膜マスク１６で挟まれた部分のリッジストライプ形成位置１５には、成長原料からこの部分に直接供給されたＩｎ原子およびＧａ原子に加えて、成長原料からこの部分の両側にある絶縁膜マスク１６上に供給されたＩｎ原子およびＧａ原子も拡散して供給されることにより成長に寄与するが、この活性層１９の成長温度（例えば、７００〜８００℃）におけるＩｎ原子の拡散長はＧａ原子の拡散長に比べて約一桁小さいため、この部分のリッジストライプ形成位置１５に絶縁膜マスク１６上から供給されるＩｎ原子の量はＧａ原子に比べて少なくなる。この結果、活性層１９のＩｎ組成は共振器長方向で不均一となり、一対の絶縁膜マスク１６で挟まれた部分に対応する部分のＩｎ組成はその他の部分に比べて小さくなるため、この部分のバンドギャップエネルギーはその他の部分のバンドギャップエネルギーに比べて大きくなり、この部分が最終的に端面窓構造の領域となる。アンドープＩｎＧａＮ光導波層２０の成長についても活性層１９と同様である。
【００４１】
アンドープＡｌＧａＮ光導波層２１、ｐ型ＡｌＧａＮ電子障壁層２２、ｐ型ＧａＮ／アンドープＡｌＧａＮ超格子クラッド層２３およびｐ型ＧａＮコンタクト層２４の成長については、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１７およびｎ型ＧａＮ光導波層１８と同様である。
次に、図１１Ａに示すように、レーザ構造を形成するＧａＮ系半導体層２５（最上層はｐ型ＧａＮコンタクト層２４）上に絶縁膜２６を形成した後、この絶縁膜２６上にレジスト２７をコーティングする。絶縁膜２６としては例えばＳｉＯ2 膜を用いることができるが、これに限定されるものではない。次に、所定の形状のマスクパターンが形成されたフォトマスク２８を用いてレジスト２７を露光する。
【００４２】
次に、図１１Ｂに示すように、以上のようにして選択的に露光されたレジスト２７を現像することにより開口２７ａを形成する。この開口２７ａの平面形状は、後に形成されるリッジストライプの形状（リッジストライプ形成位置１５の形状と同様の形状）に対応したストライプ形状を有する。この開口２７ａは実際には所定のピッチで互いに平行に多数形成されるが、ここでは一つだけ示してある。
次に、図１１Ｃに示すように、レジスト２７をエッチングマスクとして絶縁膜２６をエッチングすることにより開口２６ａを形成する。例えば、絶縁膜２６としてＳｉＯ2 膜を用いる場合には、フッ酸系のエッチャントを用いてウェットエッチングするが、これに限定されるものではない。
【００４３】
次に、図１２Ａに示すように、レジスト２７を残したままの状態で、ｎ型ＧａＮ基板１１の面に対して垂直な方向から例えば真空蒸着法によりＰｄ膜２９およびＰｔ膜３０を順次形成する。ここで、Ｐｔ膜３０の厚さは、後にリッジストライプを形成するために行うＲＩＥ法によるドライエッチングの終了時点でこのＰｔ膜３０がほぼエッチング除去されて極薄く、例えば５ｎｍ以下あるいは３ｎｍ以下の厚さだけ残る厚さとする。具体的には、例えば、Ｐｄ膜２９の厚さは１５０ｎｍ、Ｐｔ膜３０の厚さは３０ｎｍとするが、これに限定されるものではない。
【００４４】
次に、レジスト２７をその上に形成されたＰｄ膜２９およびＰｔ膜３０とともに除去する（リフトオフ）。こうして、図１２Ｂに示すように、一方向に延在するストライプ形状のＰｄ膜２９およびＰｔ膜３０が形成される。このストライプ形状のＰｄ膜２９およびＰｔ膜３０の幅はリッジストライプ形成位置１５の幅と同様であり、例えば１〜２０μｍであるが、これに限定されるものではない。
次に、図１２Ｃに示すように、絶縁膜２６をエッチング除去する。例えば、絶縁膜２６としてＳｉＯ2 膜を用いる場合には、フッ酸系のエッチャントを用いてウェットエッチングするが、これに限定されるものではない。図１３にこの状態の斜視図を示す。また、図１４にこの状態の平面図を示す。
【００４５】
次に、図１５に示すように、ストライプ形状のＰｄ膜２９およびＰｔ膜３０をエッチングマスクとしてＧａＮ系半導体層２５を例えば塩素系のエッチングガスを用いたＲＩＥ法により所定の深さまでドライエッチングしてリッジストライプ３１を形成する。このとき、既に述べたように、Ｐｔ膜３０の厚さはこのドライエッチングの終了時点でこのＰｔ膜３０がほぼエッチング除去されて極薄く、例えば５ｎｍ以下あるいは３ｎｍ以下の厚さだけ残る厚さとしているため、ドライエッチングを行っている間は常にＰｔ膜３０によりＰｄ膜２９が覆われている状態となっている。このため、ドライエッチング時にＰｄ膜２９の表面がスパッタされてＰｄが付着することによるエッチング面の荒れが生じるおそれがなく、後のプロセスの実施に支障を生じたり、レーザの信頼性に悪影響を及ぼすおそれがない。このＲＩＥ法によるエッチング速度は、例えば、Ｐｔ膜３０については０．０１μｍ／分、ＧａＮ系半導体層２５については０．１３μｍ／分である。リッジストライプ３１の高さは例えば０．４〜０．６５μｍであるが、これに限定されるものではない。図１６にこの状態の斜視図を示す。リッジストライプ３１は、例えば、ＧａＮ系半導体層２５のｐ型ＧａＮ／アンドープＡｌＧａＮ超格子クラッド層２３の途中の深さまで形成される。こうして最終的に残されたストライプ形状のＰｄ膜２９およびＰｔ膜３０がｐ側電極３２を構成する。
【００４６】
次に、図１７Ａに示すように、全面に例えばＳｉＯ2 膜のような絶縁膜３３および例えばアンドープＳｉ膜のような絶縁膜３４を順次形成し、その上に、リッジストライプ３１に対応する部分に開口を有するレジストパターン（図示せず）をリソグラフィーにより形成した後、このレジストパターンをマスクとしてリッジストライプ３１上の部分にある絶縁膜３３、３４を選択的にエッチング除去する。この後、レジストパターンを除去する。次に、Ｐｄ膜２９およびＰｔ膜３０の部分を含む全面にレジスト３５をコーティングした後、所定の形状のマスクパターンが形成されたフォトマスク３６を用いてレジスト３５を露光する。
次に、図１７Ｂに示すように、こうして選択的に露光されたレジスト３５を現像することにより開口３５ａを形成する。図１８にこの状態の平面図を示す。図１７Ｂは図１８のＢ−Ｂ線に沿っての断面図に相当する。この開口３５ａの平面形状は、共振器端面形成位置１３、１４を中心に共振器長方向に片側ａずつ、合計の幅２ａを有し、リッジストライプ３１の中心線を中心に片側ｂずつ、合計の幅２ｂを有する長方形の形状を有する。
【００４７】
次に、図１７Ｃに示すように、このレジスト３５をエッチングマスクとして王水を用いてウェットエッチングすることにより、極薄く残されたＰｔ膜３０およびＰｄ膜２９をエッチング除去する。ここで、王水によるＰｔ膜３０のエッチング速度はＰｄ膜２９に比べて極めて小さいが、このＰｔ膜３０は極薄いため、短時間でこのＰｔ膜３０をエッチング除去することができ、その後はＰｄ膜２９を十分なエッチング速度でエッチング除去することができる。王水によるＰｄ膜２９のエッチング速度は例えば約５０ｎｍ／分である。こうして、レジスト３５の開口３５ａの内部のＰｄ膜２９およびＰｔ膜３０を完全にエッチング除去することができる。
【００４８】
次に、図１９ＡおよびＢに示すように、レジスト３５を除去する。図２０にこの状態の斜視図を示す。また、図２１にこの状態の平面図を示す。ここで、図１９Ａは図２１のＡ−Ａ線に沿っての断面図、図１９Ｂは図２１のＢ−Ｂ線に沿っての断面図である。
次に、図２２Ａに示すように、Ｐｄ膜２９およびＰｔ膜３０の部分を含む全面に絶縁膜３７を真空蒸着法などにより形成する。絶縁膜３７としては例えばＳｉＯ2 膜を用いることができるが、これに限定されるものではない。この絶縁膜３７の厚さは例えば２００ｎｍであるが、これに限定されるものではない。
次に、図２２Ｂに示すように、絶縁膜３７上にレジスト３８をコーティングした後、所定の形状のマスクパターンが形成されたフォトマスク３９を用いてレジスト３８を露光する。レジスト３８の厚さは例えば０．８μｍであるが、これに限定されるものではない。
次に、図２２Ｃに示すように、こうして選択的に露光されたレジスト３８を現像することにより、リッジストライプ３１の上方に開口３８ａを形成する。
【００４９】
次に、図２３Ａに示すように、例えばＲＩＥ法によりレジスト３８および絶縁膜３７をエッチバックすることにより、リッジストライプ３１の上方の絶縁膜３８をエッチング除去してＰｔ膜３０を露出させる。
次に、図２３Ｂに示すように、レジスト３８を除去する。
次に、図２３Ｃに示すように、絶縁膜３７およびＰｔ膜３０上にレジスト３９をコーティングした後、このレジスト３９の表面をクロロベンゼンで処理することにより硬化させて硬化層４０を形成する。これらのレジスト３９および硬化層４０の合計の厚さは例えば３．０μｍであるが、これに限定されるものではない。次に、アイソレーション電極に対応した形状のマスクパターンが形成されたフォトマスク４１を用いてレジスト３９および硬化層４０を露光する。
【００５０】
次に、図２４Ａに示すように、こうして露光されたレジスト３９および硬化層４０を現像することにより所定の形状の開口４２を形成する。このとき、硬化層４０は開口４２の内部に突き出た庇状の形状となる。
次に、図２４Ｂに示すように、レジスト３９および硬化層４０を残したままの状態で、ｎ型ＧａＮ基板１１の面に対して垂直な方向から例えば真空蒸着法により例えばＴｉ膜、Ｐｔ膜およびＮｉ膜を順次形成してＴｉ／Ｐｔ／Ｎｉ膜４３を形成する。このＴｉ／Ｐｔ／Ｎｉ膜４３は、例えば、最下層のＴｉ膜の厚さは１０ｎｍ、Ｐｔ膜の厚さは１００ｎｍ、最上層のＮｉ膜の厚さは１００ｎｍとするが、これに限定されるものではない。
次に、レジスト３９および硬化層４０をその上に形成されたＴｉ／Ｐｔ／Ｎｉ膜４３とともに除去する（リフトオフ）。このとき、硬化層４０は開口４２の内部に突き出た庇状であるため、このリフトオフを容易に行うことができる。こうして、図２４Ｃに示すように、Ｔｉ／Ｐｔ／Ｎｉ膜４３からなるアイソレーション電極４４が形成される。
【００５１】
次に、図２５Ａに示すように、アイソレーション電極４４を覆うように全面にレジスト４５をコーティングした後、このレジスト４５の表面をクロロベンゼンで処理することにより硬化させて硬化層４６を形成する。これらのレジスト４５および硬化層４６の合計の厚さは例えば３．０μｍであるが、これに限定されるものではない。次に、パッド電極に対応した形状のマスクパターンが形成されたフォトマスク４７を用いてレジスト４５および硬化層４６を露光する。
次に、図２５Ｂに示すように、こうして露光されたレジスト４５および硬化層４６を現像することにより所定の形状の開口４８を形成する。このとき、硬化層４６は開口４８の内部に突き出た庇状の形状となる。
次に、図２５Ｃに示すように、レジスト４５および硬化層４６を残したままの状態で、ｎ型ＧａＮ基板１１の面に対して垂直な方向から例えば真空蒸着法により例えばＴｉ膜、Ｐｔ膜およびＡｕ膜を順次形成してＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜４９を形成する。このＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜４９は、例えば、最下層のＴｉ膜の厚さは１０ｎｍ、Ｐｔ膜の厚さは１００ｎｍ、最上層のＡｕ膜の厚さは３００ｎｍとするが、これに限定されるものではない。
【００５２】
次に、レジスト４５および硬化層４６をその上に形成されたＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜４９とともに除去する（リフトオフ）。このとき、硬化層４６は開口４８の内部に突き出た庇状であるため、このリフトオフを容易に行うことができる。こうして、図２６に示すように、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜４９からなるパッド電極５０が形成される。
次に、各チップ領域１２におけるｎ型ＧａＮ基板１１の裏面に例えばリフトオフ法によりｎ側電極５１を形成する。
次に、上述のようにしてレーザ構造が形成されたｎ型ＧａＮ基板１１を共振器端面形成位置１３、１４に沿って劈開したりすることなどによりレーザバーを形成して両共振器端面を形成する。次に、これらの共振器端面に端面コーティングを施した後、このレーザバーを劈開したりすることなどによりチップ化する。
以上により、目的とするＧａＮ系半導体レーザが製造される。
【００５３】
こうしてチップ化されたＧａＮ系半導体レーザを図２７ならびに図２８Ａ、ＢおよびＣに示す。ここで、図２７は斜視図、図２８Ａは図２７のＡ−Ａ線に沿っての断面図、図２８Ｂは図２７のＢ−Ｂ線に沿っての断面図、図２８Ｃは図２７のＣ−Ｃ線に沿っての断面図を示す。このＧａＮ系半導体レーザでは、両共振器端面から共振器長方向の幅ａの部分にＰｄ膜２９およびＰｔ膜３０からなるｐ側電極３２が形成されておらず、この部分が電流非注入領域となっている。
図２９ＡおよびＢにこのＧａＮ系半導体レーザの詳細構造を示す。ここで、図２９Ａは斜視図、図２９Ｂは図２９ＡのＢ−Ｂ線に沿っての断面図である。
【００５４】
この第１の実施形態によれば、次のような種々の利点を得ることができる。すなわち、ｎ型ＧａＮ基板１１上に絶縁膜マスク１６を形成しておき、その上にレーザ構造を形成するＧａＮ系半導体層２５を成長させるだけで、共振器端面形成位置１３、１４の近傍の部分の活性層１９のバンドギャップエネルギーをその他の部分に比べて大きくすることができるので、端面窓構造を極めて容易に形成することができる。また、ＧａＮ系半導体層２５の厚さは、一対の絶縁膜マスク１６で挟まれた部分において共振器長方向に共振器端面形成位置１３、１４に向かって徐々に増加するため、急峻な段差が生じない。このため、図４９に示す従来の半導体レーザにおけるように、レーザ構造を形成する半導体層が凹部１０１ａからその外側の部分にかけて急峻な幾何学的段差を有する場合と異なり、光導波損失を大幅に少なく抑えることができる。また、端面窓構造を形成するためにレーザ構造を形成する半導体層をＲＩＥにより掘削する必要がないため、端面窓構造形成時に表面準位が形成されることがなく、この表面準位によるレーザ動作時の光吸収・局所的な発熱の問題がない。
【００５５】
加えて、この第１の実施形態によれば、ストライプ形状のＰｄ膜２９およびＰｔ膜３０からなるｐ側電極３２に対してリッジストライプ３１が自己整合的に形成された構造を有し、両共振器端面の近傍の部分のｐ側電極３２を除去して共振器の両端部を電流非注入領域としたＧａＮ系半導体レーザを容易に製造することができる。このＧａＮ系半導体レーザは、共振器の両端部が電流非注入領域となっていることにより共振器端面の光学損傷（Catastrophic Optical Damage ：ＣＯＤ）を有効に防止することができ、長寿命化および信頼性の向上を図ることができる。
【００５６】
次に、この発明の第２の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法について説明する。
この第２の実施形態においては、まず、図３０に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１１上に、リッジストライプ形成位置１５の一方の側に共振器長方向の全長にわたって、一定幅の長尺の絶縁膜マスク１６を形成する。この絶縁膜マスク１６のリッジストライプ形成位置１５側の一方の縁は共振器長方向の中央部ではリッジストライプ形成位置１５の一方の縁と一致しているが、共振器端面形成位置１３、１４から距離ｄ1 までの部分はリッジストライプ形成位置１５から間隔ｗ1 だけ離れており、距離ｄ1 〜ｄ2 の部分は幅がｗ1 から０まで徐々に減少している。一例を挙げると、ｄ1 は２０μｍ、ｄ2 は５０μｍ、絶縁膜マスク１６の幅は５μｍ、ｗ1 は５〜１０μｍであるが、これに限定されるものではない。
【００５７】
次に、第１の実施形態と同様にして、絶縁膜マスク１６が形成されたｎ型ＧａＮ基板１１上に、例えばＭＯＣＶＤ法により、レーザ構造を形成するＧａＮ系半導体層２５を成長させる。この場合、ＩｎおよびＧａを含む活性層１９については、共振器端面形成位置１３、１４から距離ｄ2 までの部分では、共振器長方向の中央部に比べて、絶縁膜マスク１６の縁からリッジストライプ形成位置１５までの距離が長いため、この絶縁膜マスク１６上に供給されたＩｎ原子およびＧａ原子のうちＧａ原子に比べて拡散長が一桁程度小さいＩｎ原子のこの部分のリッジストライプ形成位置１５への供給量はＧａ原子に比べて少なくなる。この結果、活性層１９のＩｎ組成は共振器長方向で不均一となり、共振器端面形成位置１３、１４の近傍の部分のＩｎ組成はその他の部分に比べて小さくなり、この部分のバンドギャップエネルギーはその他の部分のバンドギャップエネルギーに比べて大きくなる。こうして、バンドギャップエネルギーが大きい部分の活性層１９が端面窓構造となる。
この後、第１の実施形態と同様に工程を進めて、目的とするＧａＮ系半導体レーザを製造する。
この第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な利点を得ることができる。
【００５８】
次に、この発明の第３の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法について説明する。
この第３の実施形態においては、まず、図３１に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１１上に、第２の実施形態において用いた絶縁膜マスク１６をリッジストライプ形成位置１５の両側に線対称に形成する。一例を挙げると、ｄ1 は２０μｍ、ｄ2 は５０μｍ、絶縁膜マスク１６の幅は５μｍ、絶縁膜マスク１６とリッジストライプ形成位置１５との間の間隔ｗ1 は３〜２０μｍであるが、これに限定されるものではない。
次に、第１の実施形態と同様にして、絶縁膜マスク１６が形成されたｎ型ＧａＮ基板１１上に、例えばＭＯＣＶＤ法により、レーザ構造を形成するＧａＮ系半導体層２５を成長させる。この場合、ＩｎおよびＧａを含む活性層１９については、共振器端面形成位置１３、１４から距離ｄ2 までの部分における一対の絶縁膜マスク１６で挟まれた部分では、共振器長方向の中央部に比べて、絶縁膜マスク１６の間隔が大きく、絶縁膜マスク１６の縁からリッジストライプ形成位置１５までの距離が長いため、この部分の両側にある絶縁膜マスク１６上に供給されたＩｎ原子およびＧａ原子のうちＧａ原子に比べて拡散長が一桁程度小さいＩｎ原子のこの部分のリッジストライプ形成位置１５への供給量はＧａ原子に比べて少なくなる。この結果、活性層１９のＩｎ組成は共振器長方向で不均一となり、一対の絶縁膜マスク１６で挟まれた共振器端面形成位置１３、１４の近傍の部分のＩｎ組成はその他の部分に比べて小さくなり、この部分のバンドギャップエネルギーはその他の部分のバンドギャップエネルギーに比べて大きくなる。こうして、バンドギャップエネルギーが大きい部分の活性層１９が端面窓構造となる。
この後、第１の実施形態と同様に工程を進めて、目的とするＧａＮ系半導体レーザを製造する。
この第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な利点を得ることができる。
【００５９】
次に、この発明の第４の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法について説明する。
この第４の実施形態においては、まず、図３２に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１１上に、リッジストライプ形成位置１５の一方の側に共振器長方向の全長にわたって、一定幅の長尺の絶縁膜マスク１６を形成する。この絶縁膜マスク１６のリッジストライプ形成位置１５側の一方の縁とリッジストライプ形成位置１５の一方の縁との間の間隔は、共振器端面形成位置１３、１４から距離ｄ1 までの部分はｗ2 であるが、距離ｄ1 〜ｄ2 の部分は幅がｗ2 からｗ3 まで直線的に徐々に増加し、共振器長方向の中央部ではｗ3 になっている。ここで、例えば、ｗ2 は図５ＣのΔＸ１と同程度に選ばれ、ｗ3 は図５ＣのΔＸ２と同程度かそれ以上に選ばれる。一例を挙げると、ｄ1 は２０μｍ、ｄ2 は５０μｍ、絶縁膜マスク１６の幅は５μｍ、ｗ2 は３〜５μｍ、ｗ3 は１０μｍであるが、これに限定されるものではない。
【００６０】
次に、第１の実施形態と同様にして、絶縁膜マスク１６が形成されたｎ型ＧａＮ基板１１上に、例えばＭＯＣＶＤ法により、レーザ構造を形成するＧａＮ系半導体層２５を成長させる。この場合、ＩｎおよびＧａを含む活性層１９については、共振器端面形成位置１３、１４から距離ｄ2 までの部分では、絶縁膜マスク１６の縁からリッジストライプ形成位置１５までの距離が図５ＣのΔＸ１と同程度に選ばれ、一方、共振器長方向の中央部では、絶縁膜マスク１６の縁からリッジストライプ形成位置１５までの距離が図５ＣのΔＸ２と同程度かそれ以上に選ばれているため、図５Ｃから分かるように、共振器端面形成位置１３、１４の近傍の部分のＩｎ組成はその他の部分に比べて小さくなり、この部分のバンドギャップエネルギーはその他の部分のバンドギャップエネルギーに比べて大きくなる。こうして、バンドギャップエネルギーが大きい部分の活性層１９が端面窓構造となる。
この後、第１の実施形態と同様に工程を進めて、目的とするＧａＮ系半導体レーザを製造する。
この第４の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な利点を得ることができる。
【００６１】
次に、この発明の第５の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法について説明する。
この第５の実施形態においては、まず、図３３に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１１上に、共振器端面形成位置１３、１４の近傍でかつリッジストライプ形成位置１５の両側に平面形状が長方形の絶縁膜マスク１６をこのリッジストライプ形成位置１５に関して線対称に形成する。この絶縁膜マスク１６のリッジストライプ形成位置１５側の縁はこのリッジストライプ形成位置１５側の縁と一致している。この絶縁膜マスク１６は共振器長方向に一定の幅ｗ4 を有している。一例を挙げると、ｄ1 ＝２０〜５０μｍ、絶縁膜マスク１６の幅は５〜１０μｍであるが、これに限定されるものではない。
【００６２】
次に、第１の実施形態と同様にして、絶縁膜マスク１６が形成されたｎ型ＧａＮ基板１１上に、例えばＭＯＣＶＤ法により、レーザ構造を形成するＧａＮ系半導体層２５を成長させる。この場合、ＩｎおよびＧａを含む活性層１９については、共振器端面形成位置１３、１４から距離ｄ2 までの部分における一対の絶縁膜マスク１６で挟まれた部分では、共振器長方向の中央部に比べて、この部分の両側にある絶縁膜マスク１６上に供給されたＩｎ原子およびＧａ原子のうちＧａ原子に比べて拡散長が一桁程度小さいＩｎ原子のこの部分のリッジストライプ形成位置１５への供給量はＧａ原子に比べて少なくなる。この結果、活性層１９のＩｎ組成は共振器長方向で不均一となり、一対の絶縁膜マスク１６で挟まれた共振器端面形成位置１３、１４の近傍の部分のＩｎ組成はその他の部分に比べて少なくなり、この部分のバンドギャップエネルギーはその他の部分のバンドギャップエネルギーに比べて大きくなる。こうして、バンドギャップエネルギーが大きい部分の活性層１９が端面窓構造となる。
この後、第１の実施形態と同様に工程を進めて、目的とするＧａＮ系半導体レーザを製造する。
この第５の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な利点を得ることができる。
【００６３】
次に、この発明の第６の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法について説明する。
この第６の実施形態においては、まず、図３４に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１１上に、共振器端面形成位置１３、１４の近傍でかつリッジストライプ形成位置１５の両側に平面形状が台形の絶縁膜マスク１６をこのリッジストライプ形成位置１５に関して線対称に形成する。この絶縁膜マスク１６のリッジストライプ形成位置１５側の縁はこのリッジストライプ形成位置１５側の縁と一致している。この絶縁膜マスク１６の幅は共振器端面形成位置１３、１４から距離ｄ2 の部分ではｗ5 からｗ6 に直線的に減少している。一例を挙げると、ｄ2 は２０〜５０μｍ、ｗ5 は１０〜２０μｍ、ｗ6 は５μｍであるが、これに限定されるものではない。
【００６４】
次に、第１の実施形態と同様にして、絶縁膜マスク１６が形成されたｎ型ＧａＮ基板１１上に、例えばＭＯＣＶＤ法により、レーザ構造を形成するＧａＮ系半導体層２５を成長させる。この場合、ＩｎおよびＧａを含む活性層１９については、共振器端面形成位置１３、１４から距離ｄ2 までの部分における一対の絶縁膜マスク１６で挟まれた部分では、共振器長方向の中央部に比べて、この部分の両側にある絶縁膜マスク１６上に供給されたＩｎ原子およびＧａ原子のうちＧａ原子に比べて拡散長が一桁程度小さいＩｎ原子のこの部分のリッジストライプ形成位置１５への供給量はＧａ原子に比べて少なくなる。この結果、活性層１９のＩｎ組成は共振器長方向で不均一となり、一対の絶縁膜マスク１６で挟まれた共振器端面形成位置１３、１４の近傍の部分のＩｎ組成はその他の部分に比べて小さくなり、この部分のバンドギャップエネルギーはその他の部分のバンドギャップエネルギーに比べて大きくなる。こうして、バンドギャップエネルギーが大きい部分の活性層１９が端面窓構造となる。
この後、第１の実施形態と同様に工程を進めて、目的とするＧａＮ系半導体レーザを製造する。
この第６の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な利点を得ることができる。
【００６５】
次に、この発明の第７の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法について説明する。
この第７の実施形態においては、ｎ型ＧａＮ基板１１上に直接、絶縁膜マスク１６を形成するのではなく、例えば第１〜第６の実施形態のいずれかの実施形態において、ｎ型ＧａＮ基板１１上の全面にｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１７をエピタキシャル成長させた後、このｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１７上に絶縁膜マスク１６を形成する。この後、第１の実施形態と同様にして、ｎ型ＧａＮ光導波層１８、活性層１９、アンドープＩｎＧａＮ光導波層２０、アンドープＡｌＧａＮ光導波層２１、ｐ型ＡｌＧａＮ電子障壁層２２、ｐ型ＧａＮ／アンドープＡｌＧａＮ超格子クラッド層２３およびｐ型ＧａＮコンタクト層２４を順次エピタキシャル成長させる。成長後の一例を図３５に示す。図３５は例えば図８のＡ−Ａ線に沿っての断面図に相当する。
この後、第１の実施形態と同様に工程を進めて、目的とするＧａＮ系半導体レーザを製造する。
この第７の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な利点を得ることができる。
【００６６】
次に、この発明の第８の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法について説明する。
この第８の実施形態においては、図３６に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１１上にチップ領域１２を画定するが、この場合、共振器長方向の隣り合うチップ領域１２の間に最終的には廃棄される廃棄領域５２を設ける。この廃棄領域５２の両辺が共振器端面形成位置１３、１４となる。そして、この廃棄領域５２にこの廃棄領域５２の幅よりも狭い幅の長尺の絶縁膜マスク１６を共振器端面形成位置１３、１４に平行に設ける。この絶縁膜マスク１６の幅は一般的には５μｍ以上、例えば１０μｍ以上であるが、これに限定されるものではない。
【００６７】
次に、第１の実施形態と同様にして、絶縁膜マスク１６が形成されたｎ型ＧａＮ基板１１上に、例えばＭＯＣＶＤ法により、レーザ構造を形成するＧａＮ系半導体層２５を成長させる。この場合、ＩｎおよびＧａを含む活性層１９については、絶縁膜マスク１６上に供給されたＩｎ原子およびＧａ原子のうちＧａ原子に比べて拡散長が一桁程度小さいＩｎ原子の、共振器端面形成位置１３、１４から所定の距離の部分のリッジストライプ形成位置１５への供給量はＧａ原子に比べて少なくなる。この結果、活性層１９のＩｎ組成は共振器長方向で不均一となり、共振器端面形成位置１３、１４の近傍の部分のＩｎ組成はその他の部分に比べて小さくなり、この部分のバンドギャップエネルギーはその他の部分のバンドギャップエネルギーに比べて大きくなる。こうして、バンドギャップエネルギーが大きい部分の活性層１９が端面窓構造となる。
この後、第１の実施形態と同様に工程を進めて、目的とするＧａＮ系半導体レーザを製造する。廃棄領域５２は共振器端面の形成時に廃棄される。
この第８の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な利点を得ることができる。
【００６８】
次に、この発明の第９の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法について説明する。
この第９の実施形態においては、図３７に示すように、第８の実施形態と同様に、共振器長方向の隣り合うチップ領域１２の間に廃棄領域５２を設け、この廃棄領域５２に絶縁膜マスク１６を設ける。さらに、これに加えて、共振器端面形成位置１３、１４上でかつ隣り合うリッジストライプ形成領域１５の間の中央部に細い短冊状の絶縁膜マスク１６を途切れ途切れに（破線状に）設ける。
【００６９】
次に、第１の実施形態と同様にして、絶縁膜マスク１６が形成されたｎ型ＧａＮ基板１１上に、例えばＭＯＣＶＤ法により、レーザ構造を形成するＧａＮ系半導体層２５を成長させる。この場合、共振器端面形成位置１３、１４の近傍の部分のＩｎ組成はその他の部分に比べて小さくなり、この部分のバンドギャップエネルギーはその他の部分のバンドギャップエネルギーに比べて大きくなり、このバンドギャップエネルギーが大きい部分の活性層１９が端面窓構造となるのは第８の実施形態と同様であるが、共振器端面形成位置１３、１４に途切れ途切れに設けられた絶縁膜マスク１６上にはレーザ構造を形成するＧａＮ系半導体層２５が成長しない。
【００７０】
この後、第１の実施形態と同様に工程を進めて、目的とするＧａＮ系半導体レーザを製造する。この場合、共振器端面の形成時には、共振器端面形成位置１３、１４に途切れ途切れに設けられた絶縁膜マスク１６上にはレーザ構造を形成するＧａＮ系半導体層２５が存在せず、この共振器端面形成位置１３、１４では機械的に弱い構造となっているため、この共振器端面形成位置１３、１４に沿って劈開を容易かつ確実に行うことができる。
この第９の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な利点を得ることができる。
【００７１】
次に、この発明の第１０の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法について説明する。
このＧａＮ系半導体レーザは窓構造およびリッジストライプ構造を有するが、共振器の両端部を電流非注入領域としない点が第１の実施形態と異なる。その他のことは、第１の実施形態と同様である。
この第１０の実施形態によれば、共振器の両端部を電流非注入領域とすることにより得られる利点を除いて、第１の実施形態と同様な利点を得ることができる。
【００７２】
次に、この発明の第１１の実施形態による垂直共振器型面発光ＧａＮ系半導体レーザについて説明する。図３８および図３９Ａはこの面発光ＧａＮ系半導体レーザを示す。ここで、図３８は斜視図、図３９Ａは図３８のＡ−Ａ線に沿っての断面図である。
図３８および図３９Ａに示すように、ｎ型ＧａＮ基板１１上に円形の開口１６ａを有する絶縁膜マスク１６を形成する。この開口１６ａの直径は例えば２０〜３０μｍ程度とするが、これに限定されるものではない。次に、下部ＡｌＧａＮクラッド層５３、活性層１９、上部ＡｌＧａＮクラッド層５４、ｐ型ＤＢＲ層５５およびｐ型ＧａＮコンタクト層５６を順次エピタキシャル成長させる。ｎ型ＧａＮ基板１１の裏面にはｎ型ＤＢＲ層５７をエピタキシャル成長させる。活性層１９はアンドープのＧａ1-x Ｉｎx Ｎ（量子井戸層）／Ｇａ1-y Ｉｎy Ｎ（障壁層、ｘ＞ｙ）多重量子井戸構造を有する。ｐ型ＤＢＲ層５５は、ｐ型Ａｌz Ｇａ1-z Ｎ層とｐ型Ａｌw Ｇａ1-w Ｎ層（ただし、ｚ＞ｗ、０＜ｚ、ｗ＜１）とを交互に積層した半導体多層膜からなり、例えばこれらの層を２５周期積層して総厚３μｍ程度とする。ｎ型ＤＢＲ層５７は、ｎ型ＡｌＮ層とｎ型ＧａＮ層とを交互に積層した半導体多層膜からなり、例えばこれらの層を３５周期積層して総厚４μｍ程度とする。
【００７３】
この場合、この絶縁膜マスク１６は開口１６ａを有するため、この開口１６ａの内部に絶縁膜マスク１６上から供給されるＡｌ原子およびＧａ原子の量もこの開口１６ａの直径方向に徐々に増加することを反映して、下部ＡｌＧａＮクラッド層５３の厚さは、この部分において絶縁膜マスク１６の開口１６ａの直径方向にこの開口１６ａの中心に向かって徐々に増加する。この開口１６ａの中央部では、絶縁膜マスク１６上から供給されるＡｌ原子およびＧａ原子の量はこの開口１６ａの直径方向で一定であることを反映して、下部ＡｌＧａＮクラッド層５３の厚さはこの部分において一定になる。活性層１９の成長時においては、絶縁膜マスク１６の開口１６ａの内部には、成長原料からこの部分に直接供給されたＩｎ原子およびＧａ原子に加えて、成長原料から絶縁膜マスク１６上に供給されたＩｎ原子およびＧａ原子も拡散により供給されて成長に寄与するが、この活性層１９の成長温度（例えば、７００〜８００℃）におけるＩｎ原子の拡散長はＧａ原子の拡散長に比べて約一桁小さいため、この開口１６ａの縁の近傍の部分の活性層１９のＩｎ組成は減少する。活性層１９のＩｎ組成は、その後、中央部に向かって再び増加する。この結果、活性層１９のＩｎ組成は開口１６ａの直径方向に不均一となり、開口１６ａの近傍の部分のＩｎ組成はその他の部分に比べて小さくなるため、この部分のバンドギャップエネルギーはその他の部分のバンドギャップエネルギーに比べて大きくなり、この部分が屈折率が小さい領域となり、開口１６ａの中心部のＩｎ組成は大きくなるため、この部分のバンドギャップエネルギーは小さくなり、この部分が屈折率が大きい領域となる。
【００７４】
次に、絶縁膜マスク１６の開口１６ａの中心部のｐ型ＧａＮコンタクト層５６上に例えば円形のｐ側電極３２を設ける。次に、ｎ型ＧａＮ基板１１の裏面のｎ型ＤＢＲ層５７上にリング状のｎ側電極５１を設ける。
図３９Ｂに図３９Ａに示す断面におけるＩｎ組成（屈折率）および成長層の総厚の分布を示す。
この第１１の実施形態によれば、一回のエピタキシャル成長により、レーザ構造を形成するＧａＮ系半導体層の中心部とその外側との間に屈折率差を作り込むことができることにより、共振器の中心部に光を閉じ込めることができ、しきい値電流密度が低く、動作電流が少なくて済む面発光ＧａＮ系半導体レーザを容易に実現することができる。
【００７５】
次に、この発明の第１２の実施形態によるフォトニック結晶の製造方法について説明する。
この第１２の実施形態においては、図４０に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１１上に複数の円形の開口１６ａを二次元アレイ状に有する絶縁膜マスク１６を形成する。この場合、ｘ方向の開口１６ａの直径は同一とし、ｙ方向の開口１６ａの直径は段階的に大きくなるようにする（例えば、５〜１００μｍの範囲で段階的に大きくなるようにする）。図４１に示すように、この絶縁膜マスク１６が形成されたｎ型ＧａＮ基板１１上に、ＩｎＧａＮ層５８を成長させる。こうすることで、各開口１６ａの内部のｎ型ＧａＮ基板１１上に円柱状にＩｎＧａＮ層５８が成長する。この場合、ＩｎＧａＮ層５８は直径が大きい程Ｉｎ組成が大きくなるため、ｙ方向に屈折率が段階的に変化する。
この第１２の実施形態によれば、屈折率が一方向に段階的に変化したＩｎＧａＮ層５８の二次元アレイからなるフォトニック結晶を一回のエピタキシャル成長で製造することができる。
なお、絶縁膜マスク１６の開口１６ａは円以外の形状、例えば楕円状としてもよい。また、ＩｎＧａＮ層５８は例えば円錐状に成長させてもよい。
【００７６】
次に、この発明の第１３の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法について説明する。
この第１３の実施形態においては、図４２に示すように、第１の実施形態と同様に工程を進めて、絶縁膜マスク１６で覆われていない部分のｎ型ＧａＮ基板１１上に、活性層１９などのレーザ構造を形成するＧａＮ系半導体層２５を成長させた後、このＧａＮ系半導体層２５の成長により絶縁膜マスク１６の上の部分に形成された凹部５９を絶縁物６０で埋めて表面を平坦化する。具体的には、例えば、絶縁物６０としてリンドープシリケート系無機ＳＯＧを回転塗布することにより凹部５９を絶縁物６０で埋め、その後、熱処理により溶媒を除去して固化させる。あるいは、スパッタリング法や真空蒸着法などにより絶縁物６０としてポリイミドなどの有機物やＳｉＯ2 などを全面に形成して凹部５９を絶縁物６０で埋めた後、この絶縁物６０をＧａＮ系半導体層２５が露出するまでエッチバックする。
【００７７】
次に、上述のようにして平坦化された表面に例えばＳｉＯ2 膜のような絶縁膜（図示せず）を形成した後、この絶縁膜をエッチングにより所定形状にパターニングする。次に、図４３に示すように、この絶縁膜をエッチングマスクとして用いてＧａＮ系半導体層２５を例えば塩素系のエッチングガスを用いたＲＩＥ法により所定の深さまでドライエッチングすることにより溝６１、６２を形成し、これらの溝６１、６２の間にリッジストライプ３１を形成する。次に、このエッチングマスクとして用いた絶縁膜を残したまま全面に例えばＳｉＯ2 膜のような絶縁膜３３および例えばアンドープＳｉ膜のような絶縁膜３４を順次形成し、その上に、リッジストライプ３１に対応する部分に開口を有するレジストパターン（図示せず）をリソグラフィーにより形成した後、このレジストパターンをマスクとしてリッジストライプ３１上の部分にある絶縁膜３３、３４を選択的にエッチング除去する。この後、レジストパターンを除去する。これによって、溝６１、６２の外側の部分に全体として厚い絶縁膜３３、３４が形成される。ここで、溝６１、６２の外側の部分の絶縁膜３３には、エッチングマスクとして用いた絶縁膜も含まれている。
次に、図４４に示すように、リッジストライプ３１上にｐ側電極３２を形成し、さらにこのｐ側電極３２を覆うようにパッド電極５０を形成する。
この後、必要な工程を進めて、目的とするＧａＮ系半導体レーザを製造する。
【００７８】
この第１３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な利点に加えて次のような利点を得ることもできる。すなわち、絶縁膜マスク１６で覆われていない部分のｎ型ＧａＮ基板１１上のＧａＮ系半導体層２５の成長により絶縁膜マスク１６の上の部分に形成された凹部５９を絶縁物６０で埋めて表面を平坦化し、この凹部５９による表面の段差を解消しているので、その後の工程で絶縁膜３３、３４やパッド電極５０を形成する際にこれらを段切れなどが生じることなく良好に形成することができる。
【００７９】
次に、この発明の第１４の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法について説明する。
この第１４の実施形態においては、図４５に示すように、第４の実施形態と同様に工程を進めて、絶縁膜マスク１６で覆われていない部分のｎ型ＧａＮ基板１１上に、活性層１９などのレーザ構造を形成するＧａＮ系半導体層２５を成長させた後、このＧａＮ系半導体層２５の成長により絶縁膜マスク１６の上の部分に形成された凹部５９を絶縁物６０で埋めて表面を平坦化する。具体的には、例えば、絶縁物６０としてリンドープシリケート系無機ＳＯＧを回転塗布することにより凹部５９を絶縁物６０で埋め、その後、熱処理により溶媒を除去して固化させる。あるいは、スパッタリング法や真空蒸着法などにより絶縁物６０としてポリイミドなどの有機物やＳｉＯ2 などを全面に形成して凹部５９を絶縁物６０で埋めた後、この絶縁物６０をＧａＮ系半導体層２５が露出するまでエッチバックする。
【００８０】
次に、上述のようにして平坦化された表面に例えばＳｉＯ2 膜のような絶縁膜（図示せず）を形成した後、この絶縁膜をエッチングにより所定形状にパターニングする。次に、図４６に示すように、この絶縁膜をエッチングマスクとして用いてＧａＮ系半導体層２５を例えば塩素系のエッチングガスを用いたＲＩＥ法により所定の深さまでドライエッチングすることにより溝６１、６２を形成し、これらの溝６１、６２の間にリッジストライプ３１を形成する。次に、このエッチングマスクとして用いた絶縁膜を残したまま全面に例えばＳｉＯ2 膜のような絶縁膜３３および例えばアンドープＳｉ膜のような絶縁膜３４を順次形成し、その上に、リッジストライプ３１に対応する部分に開口を有するレジストパターン（図示せず）をリソグラフィーにより形成した後、このレジストパターンをマスクとしてリッジストライプ３１上の部分にある絶縁膜３３、３４を選択的にエッチング除去する。この後、レジストパターンを除去する。これによって、溝６１、６２の外側の部分に全体として厚い絶縁膜３３、３４が形成される。ここで、溝６１、６２の外側の部分の絶縁膜３３には、エッチングマスクとして用いた絶縁膜も含まれている。
次に、図４７に示すように、リッジストライプ３１上にｐ側電極３２を形成し、さらにこのｐ側電極３２を覆うようにパッド電極５０を形成する。この状態の斜視図を図４８に模式的に示す。
この後、必要な工程を進めて、目的とするＧａＮ系半導体レーザを製造する。
【００８１】
この第１４の実施形態によれば、第４の実施形態と同様な利点に加えて次のような利点を得ることもできる。すなわち、絶縁膜マスク１６で覆われていない部分のｎ型ＧａＮ基板１１上のＧａＮ系半導体層２５の成長により絶縁膜マスク１６の上の部分に形成された凹部５９を絶縁物６０で埋めて表面を平坦化し、この凹部５９による表面の段差を解消しているので、その後の工程で絶縁膜３３、３４やパッド電極５０を形成する際にこれらを段切れなどが生じることなく良好に形成することができる。
【００８２】
以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施形態において挙げた数値、構造、基板、プロセスなどはあくまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、構造、基板、プロセスなどを用いてもよい。
具体的には、例えば、第１、第２、第３、第５および第６の実施形態においては、絶縁膜マスク１６の縁がリッジストライプ形成位置１５の縁に位置しているが、絶縁膜マスク１６の縁がリッジストライプ形成位置１５の縁から離れたところに位置するように絶縁膜マスク１６を形成してもよい。
また、必要に応じて、上述の第１〜第１０の実施形態のうちの二以上を組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明者らが行った基礎的検討に用いた試料を示す平面図および断面図である。
【図２】本発明者らが行った基礎的検討に用いた試料を示す断面図である。
【図３】本発明者らが行った基礎的検討に用いた試料のＳｉＯ2 膜マスクの幅および間隔を変えたときの発光波長の変化を示す略線図である。
【図４】本発明者らが行った基礎的検討に用いた試料のＳｉＯ2 膜マスクの幅および間隔を変えたときの発光波長の変化を示す略線図である。
【図５】本発明者らが行った基礎的検討に用いた試料上にＩｎＧａＮ層を成長させたときのＧａ濃度、Ｉｎ濃度およびＩｎ組成の分布を示す略線図である。
【図６】本発明者らが行った基礎的検討に用いた試料のＳｉＯ2 膜マスクの間隔を固定して幅を変えたときのΔＸ１およびΔＸ２の変化を示す略線図である。
【図７】本発明者らが行った基礎的検討に用いた試料のＳｉＯ2 膜マスクの幅を固定して間隔を変えたときのΔＸ１およびΔＸ２の変化を示す略線図である。
【図８】この発明の第１の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための平面図である。
【図９】この発明の第１の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】この発明の第１の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】この発明の第１の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】この発明の第１の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図１３】この発明の第１の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための斜視図である。
【図１４】この発明の第１の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための平面図である。
【図１５】この発明の第１の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図１６】この発明の第１の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための斜視図である。
【図１７】この発明の第１の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図１８】この発明の第１の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための平面図である。
【図１９】この発明の第１の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図２０】この発明の第１の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための斜視図である。
【図２１】この発明の第１の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための平面図である。
【図２２】この発明の第１の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図２３】この発明の第１の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図２４】この発明の第１の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図２５】この発明の第１の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図２６】この発明の第１の実施形態により製造されたＧａＮ系半導体レーザを示す断面図である。
【図２７】この発明の第１の実施形態により製造されたＧａＮ系半導体レーザを示す斜視図である。
【図２８】この発明の第１の実施形態により製造されたＧａＮ系半導体レーザを示す断面図である。
【図２９】この発明の第１の実施形態により製造されたＧａＮ系半導体レーザの詳細構造を示す斜視図および断面図である。
【図３０】この発明の第２の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための平面図である。
【図３１】この発明の第３の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための平面図である。
【図３２】この発明の第４の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための平面図である。
【図３３】この発明の第５の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための平面図である。
【図３４】この発明の第６の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための平面図である。
【図３５】この発明の第７の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図３６】この発明の第８の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための平面図である。
【図３７】この発明の第９の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための平面図である。
【図３８】この発明の第１１の実施形態による面発光ＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための斜視図である。
【図３９】この発明の第１１の実施形態により製造された面発光ＧａＮ系半導体レーザの断面図ならびにＩｎ組成および成長層の総厚の分布を示す略線図である。
【図４０】この発明の第１２の実施形態によるフォトニック結晶の製造方法を説明するための斜視図である。
【図４１】この発明の第１２の実施形態によるフォトニック結晶の製造方法を説明するための斜視図である。
【図４２】この発明の第１３の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図４３】この発明の第１３の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図４４】この発明の第１３の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図４５】この発明の第１４の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図４６】この発明の第１４の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図４７】この発明の第１４の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図４８】この発明の第１４の実施形態によるＧａＮ系半導体レーザの製造方法を説明するための斜視図である。
【図４９】従来の端面窓構造の形成方法により製造されたＧａＮ系半導体レーザの断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１１…ｎ型ＧａＮ基板、１２…チップ領域、１３、１４…共振器端面形成位置、１５…リッジストライプ形成位置、１６…絶縁膜マスク、１７…ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層、１８…ｎ型ＧａＮ光導波層、１９…活性層、２０…アンドープＩｎＧａＮ光導波層、２１…アンドープＡｌＧａＮ光導波層、２２…ｐ型ＡｌＧａＮ電子障壁層、２３…ｐ型ＧａＮ／アンドープＡｌＧａＮ超格子クラッド層、２４…ｐ型ＧａＮコンタクト層、２５…ＧａＮ系半導体層、２９…Ｐｄ膜、３０…Ｐｔ膜、３１…リッジストライプ、３２…ｐ側電極、３３、３４、３７…絶縁膜、５１…ｎ側電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008244423.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008244423.tif 000009
【図８】
2008244423.tif 000010
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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