(57)【要約】【課題】レーザの中心波長における発光効率を改善することで、発振閾値の低減および歩留りの改善を図る。【解決手段】本発明の窒化物半導体発光素子は、ＡｌとＧａとを含有する窒化物半導体からなる下部クラッド層と、ＩｎとＧａとを主に含有する窒化物半導体からなる下部ガイド層と、ＩｎとＧａとを主に含有する窒化物半導体を含む活性層とを基板上に順次設け、下部ガイド層が、活性層から順に第１の層と、第１の層よりもＩｎの含有率が大きい第２の層とを有することを特徴とする。【選択図】        図１
2004172382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡｌとＧａとを含有する窒化物半導体からなる下部クラッド層と、ＩｎとＧａとを主に含有する窒化物半導体からなる下部ガイド層と、ＩｎとＧａとを主に含有する窒化物半導体を含む活性層とを基板上に順次設けてなる窒化物半導体発光素子であって、前記下部ガイド層が、前記活性層から順に第１の層と、該第１の層よりもＩｎの含有率が大きい第２の層とを有することを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項２】
前記第２の層から、前記活性層における基板側の井戸層までの距離Ｌ１が、
Ｌ１≧２０ｎｍ
であることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記活性層は、量子井戸活性層であり、前記第２の層のＩｎの含有率をＩｎ（ｘ）２とし、前記活性層における井戸層のＩｎの含有率をＩｎ（ｘ）０とするとき、
Ｉｎ（ｘ）２−０．１０≦Ｉｎ（ｘ）０≦Ｉｎ（ｘ）２＋０．１０
であることを特徴とする請求項１または２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
前記第１の層のＩｎの含有率が、前記活性層における井戸層のＩｎの含有率よりも小さいことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
前記下部ガイド層は、前記活性層から順に、第１の層と、第２の層と、該第２の層よりもＩｎの含有率が小さい第３の層とを有することを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
前記第３の層は、該第３の層よりもＩｎの含有率が大きい第４の層を有することを特徴とする請求項５に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項７】
前記第２の層は、多重量子井戸層であり、前記第２の層における井戸層のＩｎの含有率をＩｎ（ｘ）２｀とし、前記活性層における井戸層のＩｎの含有率をＩｎ（ｘ）０とするとき、
Ｉｎ（ｘ）２｀−０．１０≦Ｉｎ（ｘ）０≦Ｉｎ（ｘ）２｀＋０．１０
であることを特徴とする請求項１または２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項８】
前記活性層上に該活性層に隣接して、ＩｎとＧａを主に含有する窒化物半導体からなる第５の層を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項９】
前記下部ガイド層の成長開始から前記活性層の成長開始までの成長温度の変化ΔＴが、
ΔＴ≦８０℃
であることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記下部ガイド層の成長開始から前記活性層の成長開始までの各層の成長温度が８３０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、活性層の発光効率を改善した窒化物半導体発光素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
窒化物半導体発光素子は、発振波長が４００ｎｍ前後であり、光ディスクシステム用として開発が進められている。また、高出力まで耐久性があるため、ハイパワー光源やパルス発振器など応用分野は広く検討されている。様々な用途に用いるにあたって、発振閾値の低減が重要な問題点であり、基板の改善やエピタキシャル成長技術、多重量子井戸活性層など様々な改良が行なわれている。従来の改良された窒化物半導体発光素子の構造を図１４に示す（特許文献１参照）。
【０００３】
図１４に示すとおり、この発光素子は、サファイア基板４５１上に、バッファ層４５２、ｎ型コンタクト層４５３、第２のｎ型クラッド層４５４、第１のｎ型クラッド層４５５、活性層４５６、第１のｐ型クラッド層４５７、第２のｐ型クラッド層４５８、ｐ型コンタクト層４５９を順次積層したものである。ＩｎとＧａを含有する窒化物半導体からなる第１のｎ型クラッド層４５５あるいは第１のｐ型クラッド層４５７を設けることによって、活性層４５６の結晶性を改善し、発光効率を高めている。
【０００４】
しかしながら、先例に従った窒化物半導体発光素子を発振閾値以下で動作させて、数μｍのスポットサイズでウェハ裏面から発光スペクトルを観察したところ、いくつかの特徴が見られる。レーザ共振器内のスポット位置を変えて測定すると、最大強度が得られる波長がばらつき、発光スペクトルの半値全幅が広かったり、４４０ｎｍ以上の長波長領域にサブピークが見られることが多い。このような窒化物半導体発光素子は、単峰的かつ半値全幅の狭い発光スペクトルを有する窒化物半導体発光素子と比較して、誘導放出確率が低いため、発振閾値が高い。
【０００５】
また、先例に従ったＩｎとＧａとを含有する窒化物半導体からなるｎガイド層を設ける発光素子も既に開示されており、ＧａＮあるいはＡｌＧａＮからなる層上にＩｎＧａＮからなる活性層を設ける場合に見られた、結晶性の悪化を抑制している（特許文献１、特許文献２および特許文献３参照）。しかしながら、本研究者により詳細に検討した結果、これらの構造では効果が十分とは言えない。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−２２８０２５号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平９−２６６３２７号公報
【０００８】
【特許文献３】
特開平１１−３３０６１４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、レーザの中心波長における発光効率を改善することで、発振閾値の低減および歩留りの改善を図ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の窒化物半導体発光素子は、ＡｌとＧａとを含有する窒化物半導体からなる下部クラッド層と、ＩｎとＧａとを主に含有する窒化物半導体からなる下部ガイド層と、ＩｎとＧａとを主に含有する窒化物半導体を含む活性層とを基板上に順次設け、下部ガイド層が、活性層から順に第１の層と、第１の層よりもＩｎの含有率が大きい第２の層とを有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の窒化物半導体発光素子は、下部クラッド層と活性層の間に積層する下部ガイド層が、活性層から順に第１の層と、第１の層よりもＩｎの含有率が大きい第２の層とを有することを特徴とする。活性層の下層の構造を検討した結果、ｎ−クラッド層と活性層の間に、ＩｎとＧａとを主に含む窒化物半導体からなる下部ガイド層を設け、下部ガイド層には、活性層から順に第１の層および第２の層があって、第２の層のＩｎの含有率が、活性層における井戸層のＩｎの含有率とほぼ等しくすることにより、活性層からの発光スペクトルは単峰的かつ半値全幅が狭くなり、発振閾値が低くすることができる。第２の層は、ｎ型不純物を添加してあってもよく、不純物を添加してなくてもよい。
【００１２】
第２の層が活性層に非常に近い場合、ｐ型電極およびｎ型電極から注入されたキャリアの一部が第２の層で再結合されるため、第２の層も発光層として機能する。また、活性層の実質的なバンドギャップと第２の層の実質的なバンドギャップが異なる場合には、どちらか一方の誘導放出確率が低下する。バンドギャップがほぼ同じであっても、第２の層は下地の影響により発光効率が低く、また、発光層の体積が増加するため、発振閾値電流が上がる。このように第２の層は、ｐ型電極から注入されたホールが流入しないように、活性層における基板側の井戸層までの距離を２０ｎｍ以上としておくことが望ましい。
【００１３】
活性層はＩｎとＧａを主に含有し、エピタキシャル成長温度はおおよそ６５０℃から８５０℃程度であり、一般的に活性層に隣接する層はＡｌとＧａ、あるいはＧａを主に含有する窒化物半導体からなり、エピタキシャル成長温度は９００℃以上であることが多く、本発明においても１０７５℃で実施している。なお、本明細書に記載する「主に含有している」は、記載された原料が少なくとも９９％含まれていることを意味し、添加される不純物が異なっていてもよい。たとえば、活性層に１％以下のＡｌが混在してあってもよいという意味である。また、活性層とは、発光に直接寄与している層を指す。量子井戸では電子の広がりを考慮した層を指すこともあるが、特に記載しない限り井戸層のみであっても障壁層をも含んでいてもよい。また、いくつかの量子井戸によって形成される多重量子井戸では、両端に位置する井戸層から井戸層までであっても、障壁層から障壁層までであってもよい。
【００１４】
活性層が良好な発光特性を有するためには、Ｇａ、あるいはＡｌとＧａを主に含有する窒化物半導体からなる層とＩｎとＧａを主に含有する窒化物半導体からなる活性層の格子定数の違いから、活性層に生じる歪み、および活性層成長後の温度変化、熱履歴による影響を削減する必要がある。活性層の歪み削減には、活性層下部にバッファの役目をする下部ガイド層を設け、下部ガイド層は、ＩｎとＧａを主に含有する窒化物半導体からなる層とし、下部ガイド層には、活性層における井戸層のＩｎの含有率に近い第２の層を設ける必要がある。活性層成長後には、ＡｌとＧａを主に含有する窒化物半導体からなるキャリアブロック層（Ａｌの含有率は０．１５以上、望ましくは０．２以上）があって、Ｇａを主に含有するｐ型ガイド層、ＡｌとＧａを主に含有するｐ型クラッド層、およびＧａを主に含有する窒化物半導体からなるｐ型コンタクト層が設けられる。これらの層は９００℃以上でエピタキシャル成長されることが多いため、少なからず活性層の状態に変化を与える。
【００１５】
ところで、活性層などのＩｎを含有する窒化物層では、Ｉｎがエネルギ的に安定な偏析された状態になりやすく、活性層成長速度を適当にして層内でのＩｎの拡散を制御し、成長中に中断を用いて積極的に偏析を調整したりすることができる。一方、活性層成長後の温度変化も活性層のＩｎの偏析状態を変化させるため、特に成長温度を激しく上下させるような工程は、活性層の特性を維持するのが困難になるばかりでなく、悪化させる。
【００１６】
たとえば、キャリアブロック層成長後、ｐ型のＩｎとＧａを主に含有するガイド層であって、成長温度を６５０℃以上８５０℃以下で設ける場合、活性層成長後に少なくとも１回の降温および昇温過程が生じる。製造される窒化物半導体発光素子は活性層を安定に成長することが非常に難しく、発振波長がロット間、同一ウェハ内でばらつき、歩留りが低下しやすい。このように活性層成長後の昇温工程後に、低温成長プロセス、特に８３０℃以下で成長する層を設けないことが望ましく、設ける場合には、少なくとも活性層と１００ｎｍ程度離間する必要がある。よって、本明細書では、ｎ層のみにＩｎとＧａを主に含有する窒化物半導体からなる下部ガイド層を設ける非対称ガイド層構造を配している。光子分布の偏りが生じる場合には活性層とキャリアブロック層の間にＩｎとＧａを主に含有する窒化物半導体からなる層を設けることが効果的である。
【００１７】
ＧａＮ基板上にＡｌとＧａを主に含有する窒化物半導体からなるｎ型クラッド層があって、さらにＧａを主に含有する窒化物半導体からなるｎ型ガイド層が数十ｎｍ積層され、（ただし、かかるｎ型ガイド層は省略してあってもよい。）、その後、成長温度を７３０℃程度に降温してから、ＩｎとＧａを主に含有する窒化物層を含む第２の層を設ける。第２の層の成長温度は６５０℃から８３０℃程度が望ましい。ここで基板はＧａＮに限定されるものではなく、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、Ｓｉ、ＺｒＢ２などであってもよい。ただし、これらの基板であれば、それぞれｎ型クラッド層下部に適切な窒化物層が挿入される。
【００１８】
第２の層の成長後、８３０℃以下の成長温度で第１の層を積層する。第１の層は、ＩｎとＧａを主に含有する窒化物半導体である。下部ガイド層の成長開始から活性層の成長開始までの過程における成長温度は８３０℃以下とし、また、成長温度の変化は８０℃以下とする。これによって、基板および活性層下部のＡｌとＧａを主に含有する窒化物半導体層、あるいはＧａを主に含有する層から活性層が受けている歪みを緩和することができる。特に第２の層はＩｎの含有率が活性層とほぼ同様であって、第２の層の成長後に積層される活性層は歪みの少ない条件で成長できる。内部ロスの増加が抑えられるため、第２の層はレーザ光をほとんど吸収しないことが望ましいが、レーザ光を吸収する程度に第２の層の実質的なバンドギャップが小さくても、第２の層のキャリア寿命が活性層とほぼ同様であるか、十分長ければ、半導体発光素子がレーザ発振するに伴い、速やかに吸収特性が飽和するために、発振閾値、あるいは実用域の低出力における電流値の上昇は無視することができる。これにより製造された窒化物半導体発光素子を閾値以下で動作させたときの発光スペクトルは単峰的であって、半値全幅は狭くなり、発光効率が向上する。
【００１９】
第１の層はＳｉなどのｎ型不純物を添加してあっても、不純物を添加してなくてもよいが、第２の層と活性層を少なくとも２０ｎｍ以上離すのが望ましい。間隔は、第２の層における最上部の井戸層の層上部から、活性層における最下部の井戸層の最下部までの距離を指す。なお、第１の層、第２の層ともに成長中断を数ｎｍ〜数１０ｎｍの間隔で行なっても良い。これにより成長時のモホロジーが改善されるために良好な活性層の成長が可能になる。なお、活性層の井戸層数や井戸幅に関わらず本発明の効果がある。
【００２０】
実施の形態１
窒化物半導体発光素子において、下部クラッド層と活性層の間に下部ガイド層を設け、下部ガイド層が、第１の層と第２の層とを有することにより、電流注入時の発光効率を改善することができる。図１（ａ）は、実施の形態１で製造する半導体発光素子の共振器方向から見た断面図である。この発光素子は、ｎ型電極１、ｎ−ＧａＮ基板２、ｎ−ＧａＮ層３、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層４、ｎ−ＧａＮガイド層５、ｎ−ＩｎＧａＮ第３の層６、ｎ−ＩｎＧａＮ第２の層７、ｎ−ＩｎＧａＮ第１の層８、ｎ−ＩｎＧａＮ活性層９、ｐ−ＡｌＧａＮキャリアブロック層１０、ｐ−ＧａＮガイド層１１、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１２、ｐ−ＧａＮコンタクト層１３、絶縁層１４およびｐ型電極１５からなる。ｎ−ＩｎＧａＮ活性層９は、障壁層と井戸層からなり、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造である。図１（ｂ）は、実施の形態１で製造する発光素子の各層のエネルギレベルを示す模式図である。第３の層６と第１の層８のＩｎの含有率は等しくしている。
【００２１】
本明細書で記載しているエピタキシャル成長法とは、基板上に結晶膜を成長する方法であって、ＶＰＥ（気相エピタキシャル）法、ＣＶＤ（化学気相デポジション）法、ＭＯＶＰＥ（有機金属気相エピタキシャル）法、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相デポジション）法、Ｈａｌｉｄｅ−ＶＰＥ（ハロゲン化学気相エピタキシャル）法、ＭＢＥ（分子線エピタキシャル）法、ＭＯＭＢＥ（有機金属分子線エピタキシャル）法、ＧＳＭＢＥ（ガス原料分子線エピタキシャル）法、ＣＢＥ（化学ビームエピタキシャル）法を含む。
【００２２】
第２の層のＩｎの含有率を変更して自然放出光の半値全幅の変化をＳＩＭＳにより調べたところ（図３）、活性層が量子井戸層であるときは、第２の層のＩｎの含有率Ｉｎ（ｘ）２が、活性層における井戸層のＩｎ含有率Ｉｎ（ｘ）０と比較して下記の範囲内にあれば、半値全幅が狭くなり、発光効率が向上するので望ましい。Ｉｎ（ｘ）２−０．１０≦Ｉｎ（ｘ）０≦Ｉｎ（ｘ）２＋０．１０
実施の形態１における第２の層の層厚ｄ２は、活性層における井戸層の層厚ｄ０と同様になっている。ＰＬ（フォトルミネッセンス）測定により第２の層からの発光スペクトルと活性層からの発光スペクトルを比較すると、ほぼ同様のときに最も半値全幅が狭くなる。したがって、活性層の特性向上に効果が見られる条件は、活性層の実質的なバンドギャップをＥｇ０とし、第２の層の実質的なバンドギャップをＥｇ２とするとき、
Ｅｇ０−０．３５ｅＶ≦Ｅｇ２
であり、第２の層がレーザ光をほとんど吸収しないことがより望ましいため、
Ｅｇ０−０．０５ｅＶ≦Ｅｇ２
であればより望ましい。
【００２３】
第２の層の位置については、第２の層の最上部（ｐ型電極側）から活性層の最下部（ｎ型電極側の井戸層の最下部）までの距離をＬ１とすると、
Ｌ１＜２０ｎｍ
のとき、電流注入時に第２の層からの自然放出光（ＥＬ：エレクトロルミネッセンス）が観測される。通常、ｎ−ＩｎＧａＮ第１の層８においてはホールの移動度は低いが、上記範囲ではホールが第２の層７に注入されてしまうようであり、発振閾値が上昇する。よって、Ｌ１は、
Ｌ１≧２０ｎｍ
が望ましい。一方、第２の層と活性層の間隔を広くしていくと、自然放出光の半値全幅が大きくなり、活性層の結晶性が悪化する。よって、
Ｌ１≦５００ｎｍ
であることが望ましい。
【００２４】
ｎ−ＩｎＧａＮ第３の層６およびｎ−ＩｎＧａＮ第１の層８の成長温度について検討する。ここで言う成長温度とは、成長時のウェハの温度を指す。第２の層７および活性層９の成長温度を固定して、ｎ−ＩｎＧａＮ第３の層６およびｎ−ＩｎＧａＮ第１の層８の成長温度を変更したところ、第３の層の成長開始から第１の層の成長終了まで、すなわち、下部ガイド層の成長開始から活性層の成長開始までの成長温度の変化ΔＴが、
ΔＴ＞８０℃
になると、自然放出光の半値全幅が増大し、図５に示すように４４０ｎｍ以上に発光成分がみられ、発光強度が低下する。この成分は活性層のバンドテールか、Ｉｎ含有率の揺らぎの影響と考えている。よって、
ΔＴ≦８０℃
とする必要がある。
【００２５】
第２の層７および活性層９の成長温度を高くすると、上記温度差の範囲内でも自然放出光の半値幅が増大することがわかる。したがって、ｎ−ＩｎＧａＮ下部ガイド層の成長開始から活性層の成長開始までの各層のすべての成長温度Ｔは、Ｔ≦８３０℃
とする必要がある。
【００２６】
第２の層７の層厚ｄ２を検討したところ、上記条件に適合していれば、本明細書の効果が期待できる。具体的な第２の層の層厚ｄ２は、第２の層が単一量子井戸であれば、０．５ｎｍ〜２０ｎｍが望ましい。第２の層の層厚が０．５ｎｍ未満になると、Ｉｎの原子半径がＧａおよびＮよりも大きいため、層状に形成されにくくなり、上記の効果を期待し難い。一方、２０ｎｍよりも厚くなると、Ｉｎの含有率が活性層とほぼ同様であれば、実質的なバンドギャップが小さくなるために内部ロスαｉ［ｃｍ−１］の増加が著しく、内部ロスαｉ［ｃｍ−１］の増加を抑えるために、Ｉｎの含有率が小さくなり、本発明における効果が小さくなる。
【００２７】
第３の層６について検討する。第３の層６を省くと、窒化物半導体発光素子の内部ロスαｉ［ｃｍ−１］が増加する。ｎ−ＧａＮガイド層５と第２の層７の界面で吸収が生じていると考えられる。このようにＩｎの含有率が大きい第２の層とｎ−ＧａＮガイド層５を隣接させると、格子不整合が大きく、界面に結晶性の悪い領域が形成されるためと考えられる。よって、第２の層７よりもＩｎの含有率が小さい第３の層８がある方が望ましい。一方、第３の層の層厚ｄ３の上限は、活性層の閉じ込め係数や垂直横モードにより規定されるべきパラメータであり、本明細書で述べる効果からは規定されない。ここでいう下部ガイド層とは、ｎ−ＧａＮガイド層５（ｎ−ＧａＮガイド層がない場合はｎ−ＡｌＧａＮクラッド層４）と活性層９の間に挟まれた層をいい、ＩｎとＧａを主に含有する窒化物層であって、第３の層６、第２の層７および第１の層８を含む。ただし、第３の層６が省かれている場合には、第２の層７および第１の層８を含む。
【００２８】
ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層４など、ｎ−ガイド層と基板との間の層構造が変わっても本明細書の効果は期待できる。また、ｎ−ＩｎＧａＮ第３の層６およびｎ−ＩｎＧａＮ第１の層８からＩｎを除いた場合でも、ｎ−ＩｎＧａＮ第２の層７により自然放出光の半値全幅、発光効率の向上が期待できるが、本発明の発光素子よりは効果が小さい。一方、実施の形態１ではＧａＮ基板を用いているが、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、Ｓｉ、ＺｒＢ２などの基板であっても、その効果は期待できる。通常、これらの基板を用いる場合には、基板上にバッファ層があり、その上にＡｌとＧａとを含有するｎ型窒化物層を設ける。
【００２９】
本発明における窒化物半導体発光素子は、リッジ構造を有する。本構造では、リッジ部による電流狭窄と、作りつけの屈折率差により、屈折率導波路構造をなしている。しかしながら、本発明の効果はリッジ構造に限ったものではなく、ストライプ電極による利得導波路構造であったり、リッジ構造の絶縁層がＡｌとＧａ、あるいはＧａを主に含有する層からなる同一屈折率の埋め込み構造であったり、ブロック構造であってもよく、公知の半導体発光素子の光閉じ込め技術を適用することができる。ただし、第２の層の光閉じ込め係数が変化しないように各層の層厚を若干調整する必要があるが、実施形態１で特に層厚を規定した層、すなわち、第１の層８、第２の層７および第３の層６に関しては前述の範囲に従う。
【００３０】
実施の形態２
実施の形態１における第２の層を多重量子井戸構造にすると、窒化物半導体発光素子は、閾値以下で動作させたときの自然放出光のスペクトルが単峰的であって、半値全幅が狭く、発光効率の改善が見られるので望ましい。図６は、本構造における各層のエネルギレベルを示す模式図である。この発光素子は、基板上に、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層６０４、ｎ−ＧａＮガイド層６０５、ｎ−ＩｎＧａＮ第３の層６０６、ｎ−ＩｎＧａＮ第２の層６０７、ｎ−ＩｎＧａＮ第１の層６０８、ｎ−ＩｎＧａＮ活性層６０９、ｐ−ＡｌＧａＮキャリアブロック層６１０、ｐ−ＧａＮガイド層６１１、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層６１２が形成されている。
【００３１】
多重量子井戸からなる第２の層６０７における井戸層のＩｎの含有率をＩｎ（ｘ）２｀とし、活性層６０９における井戸層のＩｎの含有率をＩｎ（ｘ）０とすると、
Ｉｎ（ｘ）２｀−０．１０≦Ｉｎ（ｘ）０≦Ｉｎ（ｘ）２｀＋０．１０
であれば、本明細書の効果が期待できるので望ましい。また、第２の層６０７の実質的なバンドギャップＥｇ２｀とし、活性層６０９の実質的なバンドギャップをＥｇ０とすると、
Ｅｇ０−０．３５ｅＶ≦Ｅｇ２｀
が望ましく、第２の層がレーザ光をほとんど吸収しない方がより望ましいため、
Ｅｇ０−０．０５ｅＶ≦Ｅｇ２｀
がより望ましい。
【００３２】
第１の層６０８のバンドギャップをＥｇ１、第３の層６０６のバンドギャップをＥｇ３とすると、
Ｅｇ１＞Ｅｇ２｀
Ｅｇ３＞Ｅｇ２｀
が望ましく、多重量子井戸からなる第２の層６０７の最上部（ｐ型電極側）から活性層の最下部（ｎ型電極側の井戸層の端）までの距離をＬ１｀とすれば、
２０ｎｍ≦Ｌ１｀≦５００ｎｍ
が望ましい。
【００３３】
一方、多重量子井戸からなる第２の層のひとつの井戸層の層厚ｄ２｀を検討したところ、
０．５ｎｍ≦ｄ２｀≦２０ｎｍ
が望ましい。前述のようにＩｎの原子半径がＧａおよびＮよりも大きいために、層状に形成しにくいことによるものである。
【００３４】
実施の形態３
実施の形態３では、実施の形態１におけるｎ−ＧａＮガイド層を省略した構造について検討する。図７（ａ）は、半導体発光素子を共振器方向から見たときの断面図である。また、図７（ｂ）は、本構造における各層のエネルギレベルを示す模式図である。この発光素子は、ｎ型電極７０１、ｎ−ＧａＮ基板７０２、ｎ−ＧａＮ層７０３、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層７０４、ｎ−ＩｎＧａＮ第３の層７０６、ｎ−ＩｎＧａＮ第２の層７０７、ｎ−ＩｎＧａＮ第１の層７０８、ｎ−ＩｎＧａＮ活性層７０９、ｐ−ＡｌＧａＮキャリアブロック層７１０、ｐ−ＧａＮガイド層７１１、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層７１２、ｐ−ＧａＮコンタクト層７１３、絶縁層７１４およびｐ型電極７１５からなる。
【００３５】
実施の形態１におけるｎ−ＧａＮガイド層の膜厚を変更すると、活性層の光閉じ込め係数が変化する。第３の層、第２の層、第１の層はｎ側の光ガイド層としても機能するため、ｎ−ＧａＮガイド層がなくても伝播光は活性層の周りに閉じ込められる。特に、第１の層から第３の層が厚い場合には、ｎ−ＧａＮガイド層を設けない方が、活性層の閉じ込め係数を高くすることができので望ましい。このように製造された窒化物半導体発光素子は、閾値以下で動作させたときの自然放出光スペクトルが単峰的であって、発光効率が改善する。
【００３６】
実施の形態４
実施の形態４では、実施の形態１におけるｎ−ＩｎＧａＮ第１の層のＩｎの含有率を変更した構造について検討する。図８（ａ）は、ｎ−ＩｎＧａＮ第１の層のＩｎの含有率を下げた半導体発光素子を、共振器方向から見た断面図である。図８（ｂ）は、本構造における各層のエネルギレベルを示す模式図である。この発光素子は、ｎ型電極８０１、ｎ−ＧａＮ基板８０２、ｎ−ＧａＮ層８０３、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層８０４、ｎ−ＧａＮガイド層８０５、ｎ−ＩｎＧａＮ第３の層８０６、ｎ−ＩｎＧａＮ第２の層８０７、ｎ−ＩｎＧａＮ第１の層８０８、ｎ−ＩｎＧａＮ活性層８０９、ｐ−ＡｌＧａＮキャリアブロック層８１０、ｐ−ＧａＮガイド層８１１、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層８１２、ｐ−ＧａＮコンタクト層８１３、絶縁層８１４およびｐ型電極８１５からなる。
【００３７】
図９（ａ）は、ｎ−ＩｎＧａＮ第１の層のＩｎの含有率を上げた半導体発光素子を、共振器方向から見た断面図である。図９（ｂ）は、本構造における各層のエネルギレベルを示す模式図である。この発光素子は、ｎ型電極９０１、ｎ−ＧａＮ基板９０２、ｎ−ＧａＮ層９０３、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層９０４、ｎ−ＧａＮガイド層９０５、ｎ−ＩｎＧａＮ第３の層９０６、ｎ−ＩｎＧａＮ第２の層９０７、ｎ−ＩｎＧａＮ第１の層９０８、ｎ−ＩｎＧａＮ活性層９０９、ｐ−ＡｌＧａＮキャリアブロック層９１０、ｐ−ＧａＮガイド層９１１、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層９１２、ｐ−ＧａＮコンタクト層９１３、絶縁層９１４およびｐ型電極９１５からなる。
【００３８】
図１０（ａ）は、ｎ−ＩｎＧａＮ第１の層のＩｎの含有率が単一ではなく、Ｉｎの含有率が異なる領域が２つ以上ある半導体発光素子を、共振器方向から見た断面図である。図１０（ｂ）は、本構造における各層のエネルギレベルを示す模式図である。この発光素子は、ｎ型電極１０１、ｎ−ＧａＮ基板１０２、ｎ−ＧａＮ層１０３、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層１０４、ｎ−ＧａＮガイド層１０５、ｎ−ＩｎＧａＮ第３の層１０６、ｎ−ＩｎＧａＮ第２の層１０７、ｎ−ＩｎＧａＮ第１の層１０８、ｎ−ＩｎＧａＮ活性層１０９、ｐ−ＡｌＧａＮキャリアブロック層１１０、ｐ−ＧａＮガイド層１１１、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１１２、ｐ−ＧａＮコンタクト層１１３、絶縁層１１４およびｐ型電極１１５からなる。
【００３９】
図１１（ａ）は、ｎ−ＩｎＧａＮ第１の層のＩｎの含有率が連続的に変化している半導体発光素子を、共振器方向から見た断面図である。図１１（ｂ）は、本構造における各層のエネルギレベルを示す模式図である。この発光素子は、ｎ型電極１５１、ｎ−ＧａＮ基板１５２、ｎ−ＧａＮ層１５３、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層１５４、ｎ−ＧａＮガイド層１５５、ｎ−ＩｎＧａＮ第３の層１５６、ｎ−ＩｎＧａＮ第２の層１５７、ｎ−ＩｎＧａＮ第１の層１５８、ｎ−ＩｎＧａＮ活性層１５９、ｐ−ＡｌＧａＮキャリアブロック層１６０、ｐ−ＧａＮガイド層１６１、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１６２、ｐ−ＧａＮコンタクト層１６３、絶縁層１６４およびｐ型電極１６５からなる。
【００４０】
第１の層の実質的なバンドギャップをＥｇ１とし、活性層の実質的なバンドギャップをＥｇ０とするとき、活性層におけるキャリア閉じ込め効果を得るため、
Ｅｇ０＜Ｅｇ１
が望ましい。また、第１の層のＩｎの含有率をＩｎ（ｘ）１とし、活性層における障壁層のＩｎの含有率Ｉｎ（ｘ）０｀とするとき、
Ｉｎ（ｘ）０｀−０．０２≦Ｉｎ（ｘ）１≦Ｉｎ（ｘ）０｀＋０．０２
０≦Ｉｎ（ｘ）１
が望ましい。
【００４１】
このように製造された窒化物半導体発光素子は、閾値以下で動作させたときの自然放出光スペクトルが単峰的であって、発光効率の改善が期待される。ｎ−ＩｎＧａＮ第１の層は、第２の層から活性層成長における成長過程において成長温度変化を極力抑えるために、Ｉｎをわずかに混晶させている。したがって、その含有率は狭域に限定されるものではないが、活性層へのキャリア閉じ込め効果を高め、閾値を下げることができる点で、第１の層のＩｎの含有率は、活性層における井戸層のＩｎの含有率より小さいことが望ましい。
【００４２】
実施の形態５
実施の形態５では、実施の形態１における第３の層が、第３の層よりもＩｎの含有率が大きい第４の層を有する構造について検討する。図１２（ａ）は、半導体発光素子を共振器方向から見たときの断面図である。図１２（ｂ）は、本構造における各層のエネルギレベルを示す模式図である。この発光素子は、ｎ型電極２５１、ｎ−ＧａＮ基板２５２、ｎ−ＧａＮ層２５３、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層２５４、ｎ−ＧａＮガイド層２５５、ｎ−ＩｎＧａＮ第３の層２５６、ｎ−ＩｎＧａＮ第４の層２５０、ｎ−ＩｎＧａＮ第２の層２５７、ｎ−ＩｎＧａＮ第１の層２５８、ｎ−ＩｎＧａＮ活性層２５９、ｐ−ＡｌＧａＮキャリアブロック層２６０、ｐ−ＧａＮガイド層２６１、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層２６２、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６３、絶縁層２６４およびｐ型電極２６５からなる。
【００４３】
実施の形態１において第２の層は、基板やｎ−ＡｌＧａＮクラッド層およびｎ−ＧａＮガイド層から活性層にかかる歪みを緩和する役割も果たしており、実施の形態５における第４の層２５０はその効果を助長するものである。具体的には第４の層２５０の実質的なバンドギャップをＥｇ４とし、第４の層のＩｎの含有率をＩｎ（ｘ）４とするとき、
Ｉｎ（ｘ）３＜Ｉｎ（ｘ）４
かつ
Ｉｎ（ｘ）０−０．１０≦Ｉｎ（ｘ）４≦Ｉｎ（ｘ）０＋０．１０
が望ましい。また、活性層の特性向上に効果が見られる条件は、
Ｅｇ０−０．３５ｅＶ≦Ｅｇ４
であり、第２の層がレーザ光をほとんど吸収しない方がよいため、
Ｅｇ０−０．０５ｅＶ≦Ｅｇ４
がより望ましい。
【００４４】
このように製造された窒化物半導体発光素子は、実施の形態１に対して、閾値以下の動作で観測される自然放出光の半値全幅の狭化を促進するものである。なお、実施の形態５では第４の層２５０は単一量子井戸からなるが、多重量子井戸構造であったり、実質的なバンドギャップの異なる複数の層からなるものであってもよく、その場合にはそれぞれの層が、上記のＥｇ４とＩｎ（ｘ）４の条件を満たしていればよい。
【００４５】
実施の形態６
実施の形態６では、実施の形態１における活性層とｐ型キャリアブロック層との間に、ｐ−ＩｎＧａＮ第５の層を有する構造について検討する。図１３（ａ）は、ｐ−ＩｎＧａＮ第５の層を有する半導体発光素子を、共振器方向から見たときの断面図である。図１３（ｂ）は、本構造における各層のエネルギレベルを示す模式図である。この発光素子は、ｎ型電極３５１、ｎ−ＧａＮ基板３５２、ｎ−ＧａＮ層３５３、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層３５４、ｎ−ＧａＮガイド層３５５、ｎ−ＩｎＧａＮ第３の層３５６、ｎ−ＩｎＧａＮ第２の層３５７、ｎ−ＩｎＧａＮ第１の層３５８、ｎ−ＩｎＧａＮ活性層３５９、ｐ−ＩｎＧａＮ第５の層３５０、ｐ−ＡｌＧａＮキャリアブロック層３６０、ｐ−ＧａＮガイド層３６１、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層３６２、ｐ−ＧａＮコンタクト層３６３、絶縁層３６４およびｐ型電極３６５からなる。
【００４６】
実施の形態１に従った構造では、活性層下部のガイド層はＩｎとＧａを主に含有する窒化物半導体からなり、活性層上部のガイド層はＧａを主に含有する窒化物半導体からなるため、両者の屈折率が異なり、後者のガイド層の方が低屈折率になっている。このような非対称ガイド層によって、垂直方向の光分布は基板側に引っ張られる。光分布の中心が活性層位置からずれると、活性層の光閉じ込め係数が小さくなるため、発振閾値が上昇する。このため、活性層上に活性層に隣接して、ＩｎとＧａとを主に含有する窒化物半導体からなる第５の層を設けると、活性層を垂直方向の光分布中心に近づけることが可能になり、閾値を低減できる点で望ましい。
【００４７】
第５の層はホールの移動度を高くする方がよく、Ｍｇなどのｐ型不純物を添加すると効果的である。また、第５の層は、ｎ型あるいはノンドープ層であっても効果は期待できる。一方、ｐ型キャリアブロック層成長後に、基板温度を下げ、ＩｎとＧａを含有するｐ型窒化物層を設けたところ、閾値以下で動作させたときの自然放出光の半値全幅が広がったり、単峰的なスペクトルにならず、閾値が上昇した。活性層成長後の温度履歴により、活性層にＩｎの偏析が生じたためと思われる。
【００４８】
【実施例】
実施例１
本実施例では、図１に示すような窒化物半導体発光素子を製造した。まず、ＭＯＣＶＤ装置にｎ−ＧａＮ基板２をセットし、Ｖ族原料のＮＨ３とＩＩＩ族原料のＴＭＧａを用いて５５０℃の成長温度で、ＧａＮバッファ層を２５ｎｍ成長した。つぎに、１０７５℃の成長温度で、原料にＳｉＨ４を加え、ｎ−ＧａＮ層３（Ｓｉ不純物濃度１×１０１８／ｃｍ３）を３μｍ形成した。続いて、ＩＩＩ族原料のＴＭＡｌを用いて、厚さ１．５μｍのｎ−Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎクラッド層４（Ｓｉ不純物濃度１×１０１８／ｃｍ３）を成長し、続いてｎ−ＧａＮガイド層５を０．０５μｍ成長した。
【００４９】
その後、基板温度を７２５℃に下げ、ｎ−Ｉｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎ第３の層６（ノンドープ）を８ｎｍ成長し、ほぼ温度一定のまま、ｎ−Ｉｎ０．１４Ｇａ０．８６Ｎ第２の層７（ノンドープ）を４ｎｍ成長し、ｎ−Ｉｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎ第１の層８（ノンドープ）を４６ｎｍ成長した。第２の層の成長後、あるいは第３の層から第１の層において数ｎｍ程度の間隔で１秒以上１８０秒以内の成長中断を行なっても良い。これにより、各層の平坦性が向上し、発光半値幅が減少する。第３の層６、第２の層７、第１の層８はそれぞれ、Ｓｉを不純物濃度１×１０１７／ｃｍ３から１×１０２２／ｃｍ３程度の範囲で添加してあってもよい。
【００５０】
その後、厚さ４ｎｍのＩｎ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ井戸層と、厚さ８ｎｍのＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎ障壁層より構成される、３周期の活性層（多重量子井戸構造）９を井戸層／障壁層／井戸層／障壁層／井戸層／障壁層の順序で成長した。障壁層と井戸層、または井戸層と障壁層との間に１秒以上１８０秒以内の成長中断を行なっても良い。これにより各層の平坦性が向上し、発光半値幅が減少する。
【００５１】
つぎに、基板温度を再び１０５０℃まで昇温して、厚さ１８ｎｍのｐ−Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎキャリアブロック層１０、厚さ０．１μｍのｐ−ＧａＮガイド層１１を成長した。ｐ型不純物として、Ｍｇを５×１０１９／ｃｍ３〜２×１０２０／ｃｍ３で添加した。続いて、基板温度１０５０℃のまま、厚さ０．５μｍのｐ−Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎクラッド層１２、厚さ０．１μｍのｐ−ＧａＮコンタクト層１３を成長した。ｐ型不純物として、Ｍｇを５×１０１９／ｃｍ３〜２×１０２０／ｃｍ３で添加した。各層を構成する元素およびドープ元素の各原料に、ＴＭＧａ、ＴＭＡｌ、ＴＭＩｎ、ＮＨ３、Ｃｐ２Ｍｇ、ＳｉＨ４を用いた。
【００５２】
ｐ−ＧａＮコンタクト層１３形成後、ドライエッチングによりリッジ構造を形成し、絶縁層１４上面にＰｄ／Ｍｏ／Ａｕからなるｐ型電極１５を形成した。絶縁層には、ＳｉＯ２を用いたが、ＺｒＯ２、ＳｉＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３などから選ばれた層、またはこれらの混合物を用いてもよい。また、ＡｌＧａＮなどの半導体であっても屈折率を調整するために用いることができる。その後、ＧａＮ基板２の裏面側から研磨もしくはエッチングにより基板の一部を除去し、ウェハの厚さを１００μｍ〜２００μｍ程度までに薄く調製した。これは、後の工程でウェハを分割し、個々のレーザチップにするのを容易にするための工程である。特に、レーザ端面ミラーも分割時に形成する場合には、８０μｍ〜１５０μｍ程度に薄く調製することが望ましい。本実施例においては、研削機および研磨機を用いてウェハの厚さを１２０μｍ程度に調製したが、研磨機のみで調製してもよい。ウェハの裏面は、研磨機により磨き、平坦にした。
【００５３】
研磨後、ＧａＮ基板２の裏面に薄い金属膜を蒸着し、ｎ型電極１を得た。ｎ型電極１は、基板側からＨｆ／Ａｌ／Ｍｏ／Ｐｔ／Ａｕの層構造よりなるものとした。このような薄い金属膜を膜厚の制御性よく形成するには真空蒸着法が適しており、本実施例においても真空蒸着法を用いた。ただし、イオンプレーティング法やスパッタ法などの他の手法を用いても良いことは言うまでもない。ｐ、ｎ型電極の特性の向上のため、金属膜形成後、５００℃でアニールを行ない、良好なオーミック電極を得た。なお、アニールは、ｐ型電極の形成後およびｎ型電極の形成後にそれぞれ行なってもよく、また、ｎ型電極におけるＨｆ／Ａｌ形成後に行なった後、Ｍｏ／Ｐｔ／Ａｕを形成してもよい。
【００５４】
このようにして製造された半導体発光素子を下記の方法で分割した。まず、表面からダイヤモンドポイントでスクライブラインを入れ、ウェハに適宜、力を入れて、スクライブラインに沿ってウェハを分割した。スクライブラインは裏面から入れてもよく、また、他の手法としては、ワイヤソーもしくは薄板ブレードを用いて傷入れもしくは切断を行なうダイシング法、エキシマレーザなどのレーザ光の照射加熱とその後の急冷により照射部にクラックを生じさせ、これをスクライブラインとするレーザスクライビング法、高エネルギ密度のレーザ光を照射し、この部分を蒸発させて、溝入れ加工を行なうレーザアブレーション法などを用いても同様にチップに分割可能である。
【００５５】
分割後、ファブリペロー共振器をなす端面に誘電体の多層膜を設けて、反射率を変えた。このような反射膜はシステムに応じて形成されるものであり、一概に定まるものではないが、一般的に後面は８０％以上の後反射膜が望ましい。特に、後面のさらに後ろに光出力を検出する受光素子が設けられていない場合には、９０％以上の反射膜を設けるとよい。これにより半導体発光素子内の光子密度が向上するため発振閾値が低下する。このような高反射膜は、低屈折率と高屈折率の材質を交互に４／λの層厚で形成すればよく、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２などが用いられている。
【００５６】
ところで、外部微分効率を上げるために出射面側の端面の反射率を落としても良い。しかしながら、高反射膜と比較して波長分散の少ない低反射膜を設計することは難しく、特に４０５ｎｍ近辺の波長においては、上述の誘電体にＳｉＯやＴｉＯ２とＺｒＯ２の混合体などを加えた少なくとも３つ以上の材質からなる多層膜を設けることで設計が容易になる。一方で、低出力の雑音特性に注目すれば、劈界面からなる端面の反射率を２２％程度若干高くすることも有益であって、５０％以下の前面反射膜を設けるとよい。
【００５７】
つぎに、ダイボンディング法により、レーザチップをヒートシンク上にマウントし、半導体レーザ装置を得た。チップは、ｎ型電極側を接合面にするジャンクアップで強固に接着した。ここでいうヒートシンクはステムなどのことである。なお、ｐ型電極側を接合面とするジャンクションダウンであってもよく、その場合には、ｐ型電極構造がＰｄ／Ｍｏ／Ｐｔ／Ａｕであったり、Ｐｄ／Ｍｏ／Ｎｉ／Ａｕなどであるとよい。
【００５８】
このように製造された窒化物半導体発光素子の諸特性を調べた。窒化物半導体発光素子の共振器長は５００μｍ、ストライプ幅１．５μｍとした。室温２５℃において閾値３３ｍＡで連続発振し、発振波長４０５±５ｎｍであった。閾値以下で本素子を動作させ、図２のように自然放出光のスペクトルを観測した。自然放出光の半値全幅を調べたとろ１３．５ｎｍであり、４４０ｎｍ以上ではほとんど発光が無かった。
【００５９】
比較例１
実施例１における第２の層のみを無くした以外は実施例１と同様にして窒化物半導体発光素子を製造し、諸特性を調べた。その結果、室温２５℃において閾値４２ｍＡで連続発振し、発振波長は４０５±５ｎｍであった。閾値以下で、本素子を動作させ、図４に示すような自然放出光のスペクトルを観測した。自然放出光の半値全幅を調べたところ１７．５ｎｍであり、発光強度が低下した。発振閾値の上昇は活性層の結晶性の低下、あるいは歪みの変化と考えられた。
【００６０】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、レーザの中心波長における発光効率を改善することで、発振閾値の低減および歩留りの改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における窒化物半導体発光素子を示す図であり、（ａ）は共振器方向から見たときの断面図であり、（ｂ）は各層のエネルギレベルを示す模式図である。
【図２】本発明の実施例１における窒化物半導体発光素子の自然放出光のスペクトルを示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１における第２の層のＩｎの含有率を変更した場合の自然放出光の半値全幅の変化を示す図である。
【図４】比較例１における窒化物半導体発光素子の自然放出光のスペクトルを示す図である。
【図５】成長温度の変化が８０℃より高い場合の窒化物半導体発光素子の自然放出光（スペクトル）を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２における各層のエネルギレベルを示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態３における窒化物半導体発光素子を示す図であり、（ａ）は共振器方向から見たときの断面図であり、（ｂ）は各層のエネルギレベルを示す模式図である。
【図８】本発明の実施の形態４における窒化物半導体発光素子を示す図であり、（ａ）は共振器方向から見たときの断面図であり、（ｂ）は各層のエネルギレベルを示す模式図である。
【図９】本発明の実施の形態４における窒化物半導体発光素子を示す図であり、（ａ）は共振器方向から見たときの断面図であり、（ｂ）は各層のエネルギレベルを示す模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態４における窒化物半導体発光素子を示す図であり、（ａ）は共振器方向から見たときの断面図であり、（ｂ）は各層のエネルギレベルを示す模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態４における窒化物半導体発光素子を示す図であり、（ａ）は共振器方向から見たときの断面図であり、（ｂ）は各層のエネルギレベルを示す模式図である。
【図１２】本発明の実施の形態５における窒化物半導体発光素子を示す図であり、（ａ）は共振器方向から見たときの断面図であり、（ｂ）は各層のエネルギレベルを示す模式図である。
【図１３】本発明の実施の形態６における窒化物半導体発光素子を示す図であり、（ａ）は共振器方向から見たときの断面図であり、（ｂ）は各層のエネルギレベルを示す模式図である。
【図１４】従来の窒化物半導体発光素子の断面図である。
【符号の説明】
１  ｎ型電極、２  ｎ−ＧａＮ基板、３  ｎ−ＧａＮ層、４  ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層、５  ｎ−ＧａＮガイド層、６  ｎ−ＩｎＧａＮ第３の層、７  ｎ−ＩｎＧａＮ第２の層、８  ｎ−ＩｎＧａＮ第１の層、９  ｎ−ＩｎＧａＮ活性層、１０  ｐ−ＡｌＧａＮキャリアブロック層、１１  ｐ−ＧａＮガイド層、１２ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層、１３  ｐ−ＧａＮコンタクト層、１４  絶縁層、１５  ｐ型電極、２５０  ｎ−ＩｎＧａＮ第４の層、３５０  ｐ−ＩｎＧａＮ第５の層。
【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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