(57)【要約】【課題】横方向の光閉じ込めを安定化することが可能な窒化物系半導体発光素子を提供する。【解決手段】この窒化物系半導体発光素子は、ＭＱＷ発光層４と、ＭＱＷ発光層４上に形成され、電流通路部を含むｐ型クラッド層５と、電流通路部の側面を覆うように形成された電流ブロック層とを備え、電流ブロック層は、誘電体ブロック層７と、誘電体ブロック層７上に形成された半導体ブロック層８とを含む。【選択図】図１
2005333163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧａＮ基板と、
前記ＧａＮ基板の表面に形成された、窒化物系半導体からなるｎ型クラッド層および発光層と
前記発光層上に形成された、窒化物系半導体からなり表面に凸部および平坦部を有するｐ型クラッド層と、
前記ｐ型クラッド層の前記凸部上に形成された、窒化物系半導体からなるｐ型コンタクト層と、
前記ｐ型クラッド層の凸部および前記ｐ型コンタクト層により構成される電流通路部の側部において、前記ｐ型クラッド層における前記平坦部の上面上に形成された誘電体ブロック層と、
前記誘電体ブロック層上に形成された半導体層と、
前記ｐ型コンタクト層上に形成された、ｐ側電極と、
前記ＧａＮ基板の裏面に形成された、ｎ側電極と、
を含む、窒化物系半導体発光素子。
【請求項２】
前記発光層は、ＩｎＧａＮの多重量子井戸構造を有する、請求項１記載の窒化物系半導体発光素子。
【請求項３】
前記誘電体ブロック層は、前記ｐ型クラッド層における前記凸部の側面および前記平坦部上に形成されている、請求項１または２記載の窒化物系半導体発光素子。
【請求項４】
前記ｐ型コンタクト層と前記ｐ側電極との間に、前記ｐ型コンタクト層の上面と前記半導体ブロック層とを覆うように形成されたｐ型第２コンタクト層を有する、請求項1乃至３のいずれか1項に記載の窒化物系半導体発光素子。
【請求項５】
前記誘電体ブロック層の厚みは、前記半導体層の厚みよりも小さい、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の窒化物系半導体発光素子。
【請求項６】
前記半導体層は、Ｂ，Ｇａ，Ａｌ，ＩｎおよびＴｌからなるグループより選択される少なくとも１つの元素と、Ｎとを含む、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の窒化物系半導体発光素子。
【請求項７】
前記誘電体ブロック層は、Ｓｉ，ＴｉおよびＺｒからなるグループより選択される少なくとも１つの元素を含有する酸化膜または窒化膜を含む、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の窒化物系半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物系半導体発光素子に関し、特に、電流ブロック層を備えた窒化物系半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、窒化物系半導体発光素子の一つである窒化物系半導体レーザ素子は、次世代の大容量ディスク用光源としての利用が期待され、その開発が盛んに行われている。従来の窒化物系半導体レーザ素子では、電流通路部となるリッジ部の側部に、リッジ部を構成する窒化物系半導体層とは逆の導電性を有する材料からなる電流ブロック層を有するものが知られている。このような窒化物系半導体レーザ素子は、たとえば、特開平１０−３２１９６２号公報に開示されている。
【０００３】
図４５は、従来のリッジ部とは逆の導電性を有する電流ブロック層を備えた窒化物系半導体レーザ素子の構造の一例を示した断面図である。図４５を参照して、従来の窒化物系半導体レーザ素子では、サファイア基板２０１上に、ｎ型ＧａＮからなるｎ型コンタクト層２０２が形成されている。ｎ型コンタクト層２０２上には、ｎ型ＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層２０３およびＩｎＧａＮからなる発光層２０４が形成されている。発光層２０４上には、電流通路部となるリッジ部を有するｐ型ＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層２０５が形成されている。ｐ型クラッド層２０５のリッジ部の側面およびｐ型クラッド層２０５の平坦部上には、ｎ型ＡｌＧａＮからなる電流ブロック層２０６が形成されている。そして、電流ブロック層２０６の上面上およびｐ型クラッド層２０５のリッジ部の上面上には、ｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタクト層２０７が形成されている。ｐ型コンタクト層２０７の上面上には、ｐ側オーミック電極２０８が形成されている。
【０００４】
また、ｐ型クラッド層２０５からｎ型コンタクト層２０２までの一部領域が除去されて、ｎ型コンタクト層２０２の表面の一部が露出されている。その露出されたｎ型コンタクト層２０２の表面に、ｎ側オーミック電極２０９が形成されている。
【０００５】
上記のような構造を有する従来の窒化物系半導体レーザ素子の電流経路としては、ｐ側オーミック電極２０８から、ｐ型コンタクト層２０７およびｐ型クラッド層２０５を経て、発光層２０４、ｎ型クラッド層２０３、ｎ型コンタクト層２０２およびｎ側オーミック電極２０９へと電流が流れる。これにより、電流通路部となるリッジ部の下方に位置する発光層２０４の領域において、レーザ光を発生させることができる。
【０００６】
上記した従来の窒化物系半導体レーザ素子において、電流ブロック層２０６は、２つの機能を有する。まず、電流ブロック層２０６は、電流通路部の側部に電流ブロック層２０６を設けることにより、素子のほぼ中央部に位置する電流通路部となるリッジ部にのみ電流を流す機能を有する。また、電流ブロック層２０６は、ｐ型クラッド層２０５と異なる屈折率を有する材料を用いて電流ブロック層２０６を形成することにより、その屈折率差を利用して、発光層２０４において横方向の光を閉じ込める機能も有する。
【０００７】
この場合、発光層２０４への光の閉じ込めを強くするためには、発光層２０４上のｐ型クラッド層２０５と電流ブロック層２０６との屈折率差を大きくする必要がある。このように、屈折率差を大きくするためには、ｎ型ＡｌＧａＮからなる電流ブロック層２０６のＡｌ組成を大きくする方法がある。すなわち、電流ブロック層２０６を構成するｎ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成を、ｐ型クラッド層２０５を構成するｐ型ＡｌＧａＮのＡｌ組成に比べて大きくすることによって、発光層２０４において横方向の光を閉じ込めることができる。このような構造を有する窒化物系半導体レーザ素子は、一般に、実屈折率導波型レーザと呼ばれる。
【０００８】
また、横方向の光を閉じ込めるために、電流ブロック層２０６を発光層２０４のバンドギャップに比べて小さいバンドギャップを有する材料によって構成することも可能である。たとえば、発光層および電流ブロック層をＩｎＧａＮを用いて形成するとともに、電流ブロック層を構成するＩｎＧａＮのＩｎ組成を、発光層を構成するＩｎＧａＮのＩｎ組成に比べて大きくすることによって、発光層で発生した光の一部を電流ブロック層により吸収させることができる。これにより、横方向の光を閉じ込めることができる。このような構造を有する窒化物系半導体レーザ素子は、一般に、複素屈折率導波型レーザと呼ばれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記した従来の実屈折率導波型レーザでは、電流ブロック層２０６は、ｐ型クラッド層２０５と異なる材料により形成されているので、電流ブロック層２０６の格子定数は、ｐ型クラッド層２０５の格子定数と異なる。このため、ｎ型ＡｌＧａＮからなる電流ブロック層２０６のＡｌ組成を大きくすると、電流ブロック層２０６に歪みが加わるため、電流ブロック層２０６にクラックや転位などの結晶欠陥が発生しやすいという不都合が生じる。その結果、電流ブロック層２０６を厚く形成するのが困難になるので、横方向の光閉じ込めを安定化するのは困難であるという問題点があった。
【００１０】
また、上記した従来の複素屈折率導波型レーザにおいても、従来の実屈折率型レーザと同様、電流ブロック層は、ｐ型クラッド層と異なる材料により形成されているので、電流ブロック層の格子定数は、ｐ型クラッド層の格子定数と異なる。このため、ＩｎＧａＮからなる電流ブロック層のＩｎ組成を大きくすると、電流ブロック層に歪みが加わるので、電流ブロック層に格子欠陥が発生しやすいという不都合が生じる。この場合にも、電流ブロック層を厚く形成するのが困難になるので、横方向の光閉じ込めを安定化するのは困難であるという問題点があった。
【００１１】
また、従来の窒化物系半導体レーザ素子では、電流ブロック層２０６は、大きな厚みで形成されたＧａＮからなるｎ型コンタクト層２０２の上方に形成されている。この場合、電流ブロック層２０６と、下層の厚みの大きいＧａＮからなるｎ型コンタクト層２０２との格子定数の差に起因して、電流ブロック層２０６に歪みが加わるという不都合が生じる。
【００１２】
また、従来の窒化物系半導体レーザ素子では、ｐ型クラッド層２０５からなるリッジ部をドライエッチングなどによりエッチングした後、電流ブロック層２０６を結晶成長させる。この場合、ＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層２０５は活性であるので、エッチングにより露出されたｐ型クラッド層２０５の表面は、ＣやＯなどにより汚染されやすい。このため、ｐ型クラッド層２０５と電流ブロック層２０６との界面に上記汚染物が混入し、その結果、電流ブロック層２０６に転位などの結晶欠陥が発生しやすいという問題点もあった。
【００１３】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、横方向の光閉じ込めを安定化することが可能な窒化物系半導体発光素子を提供することである。
【００１４】
この発明のもう１つの目的は、クラッド層と電流ブロック層との界面の汚染物に起因した結晶欠陥が発生するのを抑制することが可能な窒化物系半導体発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による窒化物系半導体発光素子は、発光層と、発光層上に形成され、電流通路部を含むクラッド層と、電流通路部の側面を覆うように形成された電流ブロック層とを備え、電流ブロック層は、誘電体ブロック層と、誘電体ブロック層上に形成された半導体ブロック層とを含む。
【００１６】
この一の局面による窒化物系半導体発光素子では、上記のように、電流ブロック層を、誘電体ブロック層と、誘電体ブロック層上に形成された半導体ブロック層とを含むように構成することによって、クラッド層と半導体ブロック層との間に誘電体ブロック層を介在させることができる。これにより、クラッド層と半導体ブロック層とが接触するのを抑制することができる。このため、クラッド層と半導体ブロック層との格子定数の差に起因して半導体ブロック層に加わる歪みを緩和することができるので、半導体ブロック層にクラックや転位などの結晶欠陥が発生するのを抑制することができる。また、クラッド層と半導体ブロック層とが接触するのを抑制することができるので、クラッド層と半導体ブロック層との界面の汚染物に起因した結晶欠陥が発生するのも防止することができる。さらに、半導体ブロック層と下層との間に誘電体ブロック層を介在させることができるので、半導体ブロック層と下層の厚みの大きいたとえばＧａＮ層などの窒化物系半導体層との格子定数の差に起因して半導体ブロック層に加わる歪みを緩和することができる。これによっても、半導体ブロック層にクラックや転位などの結晶欠陥が発生するのを抑制することができる。
【００１７】
この一の局面では、上記のように、半導体ブロック層にクラックや結晶欠陥が発生するのを抑制することができるので、電流ブロック層の厚みを大きくすることができ、その結果、横方向の光閉じ込めを安定化することが可能な窒化物系半導体発光素子を得ることができる。
【００１８】
上記一の局面による窒化物系半導体発光素子において、好ましくは、誘電体ブロック層は、クラッド層の上面に達する開口部を含み、半導体ブロック層は、誘電体ブロック層の開口部を介して、クラッド層の上面に接触している。このように構成すれば、クラッド層と半導体ブロック層との接触面積を低減することができるので、クラッド層と半導体ブロック層との格子定数の差に起因した転位などの結晶欠陥およびクラックや、クラッド層と半導体ブロック層との界面の汚染物に起因した結晶欠陥が発生するのを抑制することができる。
【００１９】
この場合、好ましくは、半導体ブロック層は、誘電体ブロック層の開口部内のクラッド層の上面から選択横方向成長させることによって形成されている。このように構成すれば、クラッド層上に、結晶性の良好な半導体ブロック層を容易に形成することができる。
【００２０】
また、上記の窒化物系半導体発光素子において、好ましくは、誘電体ブロック層の厚みは、半導体ブロック層の厚みよりも小さい。このように構成すれば、半導体ブロック層は、誘電体ブロック層に比べて熱伝導率が高いため、発光層で発熱した熱を有効に放熱することができる。その結果、窒化物系半導体発光素子の高温動作時や高出力動作時においても、良好な特性を得ることができる。
【００２１】
また、上記の窒化物系半導体発光素子において、好ましくは、クラッド層は、電流通路部を構成する凸部と、平坦部とを含み、電流ブロック層は、凸部の側面上および平坦部上に形成されている。このように構成すれば、結晶欠陥およびクラックなどの発生が抑制された電流ブロック層を含むリッジ型の窒化物系半導体発光素子を容易に得ることができる。
【００２２】
この場合、好ましくは、誘電体ブロック層は、クラッド層の平坦部上に形成されており、半導体ブロック層は、クラッド層の凸部の側面上と、平坦部上に形成された誘電体ブロック層上とに形成されている。このように構成すれば、クラッド層と半導体ブロック層とが、クラッド層の凸部の側面上でのみ接触するので、クラッド層と半導体ブロック層との接触面積を低減することができる。この場合、好ましくは、半導体ブロック層は、クラッド層の側面から選択横方向成長させることによって形成されている。このように構成すれば、結晶性の良好な半導体ブロック層を容易に形成することができる。
【００２３】
また、上記の窒化物系半導体レーザ素子において、好ましくは、電流ブロック層は、開口部を含み、クラッド層は、実質的に平坦な上面を有する第１クラッド層と、電流ブロック層の開口部内で第１クラッド層上に形成され、電流通路部を有する第２クラッド層とを含む。このように構成すれば、結晶欠陥およびクラックなどの発生が抑制された電流ブロック層を含むセルフアライン型の窒化物系半導体発光素子を容易に得ることができる。
【００２４】
この場合、好ましくは、第２クラッド層は、電流ブロック層の上面上にまで延びて形成されている。このように構成すれば、第２クラッド層の上面上の面積が大きくなるので、第２クラッド層とその上に形成されるコンタクト層とのコンタクト抵抗を低減することができる。
【００２５】
上記の窒化物系半導体発光素子において、好ましくは、半導体ブロック層は、転位が横方向に曲がることによって縦方向の転位が低減されている。このように構成すれば、より結晶性の良好な半導体ブロック層を得ることができる。
【００２６】
上記の窒化物系半導体発光素子において、好ましくは、半導体ブロック層は、電流通路部近傍にのみ形成されている。このように構成すれば、半導体ブロック層の幅が小さくなるので、クラッド層と半導体ブロック層との格子定数の差に起因して半導体ブロック層に加わる歪みをより緩和することができる。これにより、半導体ブロック層にクラックや結晶欠陥が発生するのを抑制することができる。その結果、半導体ブロック層の厚みを大きくすることができるので、横方向の光閉じ込めを安定化することができる。さらに、半導体ブロック層を電流通路部の近傍にのみ形成することによって、半導体ブロック層および誘電体ブロック層からなる電流ブロック層と、クラッド層との間の容量が低減される。これにより、素子をパルス駆動したときのパルスの立ち上がりおよび立ち下がりを早くすることができるので、その結果、高速でのパルス駆動が可能な窒化物系半導体レーザ素子を得ることができる。
【００２７】
上記の窒化物系半導体発光素子において、好ましくは、半導体ブロック層は、Ｂ、Ｇａ、Ａｌ、ＩｎおよびＴｌからなるグループより選択される少なくとも１つの元素と、Ｎとを含む。このように構成すれば、結晶性の良好な半導体ブロック層を形成することができる。
【００２８】
また、上記の窒化物系半導体発光素子において、好ましくは、誘電体ブロック層は、Ｓｉ、ＴｉおよびＺｒからなるグループより選択される少なくとも１つの元素を含有する酸化膜または窒化膜を含む。このように構成すれば、誘電体ブロック層によって、容易に、クラッド層または下層の厚みの大きい窒化物系半導体層と、半導体ブロック層との格子定数の差を緩和することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。この第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子は、実屈折率導波型のリッジ型のレーザ素子である。図１を参照して、以下に、本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造について説明する。
【００３１】
第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造としては、サファイア基板１上に、約４μｍの膜厚を有するメサ状部を有するＳｉドープＧａＮからなるｎ型コンタクト層２が形成されている。ｎ型コンタクト層２のメサ状部の上面上には、約１μｍの膜厚を有するＳｉドープＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層３、および、ＩｎＧａＮの多重量子井戸（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）構造を有するＭＱＷ発光層４が形成されている。このＭＱＷ発光層４は、約８ｎｍの厚みを有する３つのＩｎxＧａ1-xＮ量子井戸層と、約１６ｎｍの厚みを有する４つのＩｎyＧａ1-yＮ量子障壁層とが交互に積層された構造を有する。このＭＱＷ発光層４において、ｘ＞ｙであり、本実施形態では、ｘ＝０．１３およびｙ＝０．０５を満たすように形成されている。なお、ＭＱＷ発光層４は、本発明の「発光層」の一例である。
【００３２】
ＭＱＷ発光層４上には、約１．５μｍの幅を有する凸部を有するＭｇドープＡｌvＧａ1-vＮ（Ａｌ組成：ｖ＝０．０８）からなるｐ型クラッド層５が形成されている。このｐ型クラッド層５の凸部の膜厚は、約０．４μｍであり、凸部以外の平坦部の膜厚は、約０．１μｍである。ｐ型クラッド層５の凸部の上面上には、約１．５μｍの幅と約０．０１μｍの膜厚とを有するＭｇドープＧａＮからなるｐ型第１コンタクト層６が形成されている。これらのｐ型クラッド層５の凸部およびｐ型第１コンタクト層６によって、約１．５μｍの幅Ｗ１を有する電流通路部（リッジ部）が構成されている。なお、ｐ型クラッド層５は、本発明の「クラッド層」の一例である。
【００３３】
また、電流通路部（リッジ部）の側面と、ｐ型クラッド層５の平坦部と、ＭＱＷ発光層４、ｎ型クラッド層３およびｎ型コンタクト層２の側面と、ｎ型コンタクト層２の上面の一部領域とを覆うように、約５０ｎｍの膜厚を有するＳｉＮからなる誘電体ブロック層７が形成されている。この誘電体ブロック層７は、ｐ型クラッド層５の平坦部の上面上の、電流通路部の近傍に、選択成長のための開口部７ａを有するように形成されている。
【００３４】
誘電体ブロック層７の上面上の電流通路部（リッジ部）の近傍には、電流通路部の側部を埋め込むように、約０．２５μｍの膜厚を有するＡｌwＧａ1-wＮ（Ａｌ組成：ｗ＝０．１５）からなる半導体ブロック層８が形成されている。半導体ブロック層８は、半導体ブロック層８と電流通路部（リッジ部）との合計幅Ｗ２が約７．５μｍになるように、電流通路部の近傍にのみ形成されている。また、半導体ブロック層８は、誘電体ブロック層７に設けられた開口部７ａを介して、ｐ型クラッド層５と接触するように形成されている。なお、これらの誘電体ブロック層７および半導体ブロック層８によって、電流ブロック層が構成されている。
【００３５】
そして、電流通路部（リッジ部）上、半導体ブロック層８上および誘電体ブロック層７上には、電流通路部および半導体ブロック層８を埋め込むとともに、誘電体ブロック層７の上面上の一部領域を覆うように、約０．０７μｍの膜厚を有するＭｇドープＧａＮからなるｐ型第２コンタクト層９が形成されている。
【００３６】
ｐ型第２コンタクト層９上には、約１ｎｍの膜厚を有するＰｔと、約３ｎｍの膜厚を有するＰｄとからなるｐ側オーミック電極１０が形成されている。ｐ側オーミック電極１０の上面上の一部領域には、約０．１μｍの膜厚を有するＮｉと、約３μｍの膜厚を有するＡｕとからなるｐ側パッド電極１１が形成されている。また、ｎ型コンタクト層２の露出された表面上には、約１０ｎｍの膜厚を有するＴｉと、約０．１μｍの膜厚を有するＡｌとからなるｎ側オーミック電極１２が形成されている。ｎ側オーミック電極１２の上面上の一部領域には、約０．１μｍの膜厚を有するＮｉと、約３μｍの膜厚を有するＡｕとからなるｎ側パッド電極１３が形成されている。
【００３７】
第１実施形態では、上記のように、電流ブロック層を、誘電体ブロック層７と、誘電体ブロック層７上に形成された半導体ブロック層８とを用いて形成することによって、半導体ブロック層８は、誘電体ブロック層７の開口部７ａを介して、ｐ型クラッド層５の上面に接触するので、ｐ型クラッド層５と半導体ブロック層８との接触面積を低減することができる。このため、ｐ型クラッド層５と半導体ブロック層８との格子定数の差に起因して半導体ブロック層８に加わる歪みを緩和することができるので、半導体ブロック層８にクラックや転位などの結晶欠陥が発生するのを抑制することができる。また、ｐ型クラッド層５と半導体ブロック層８との接触面積を低減することができるので、ｐ型クラッド層５と半導体ブロック層８との界面の汚染物に起因した結晶欠陥が発生するのも抑制することができる。さらに、半導体ブロック層８と下層との間に誘電体ブロック層７を介在させることができるので、半導体ブロック層８と、下層の厚みの大きいＧａＮからなるｎ型コンタクト層２との格子定数の差に起因して半導体ブロック層８に加わる歪みを緩和することができる。これによっても、半導体ブロック層８にクラックや転位などの結晶欠陥が発生するのを抑制することができる。
【００３８】
この第１実施形態では、上記のように、半導体ブロック層８にクラックや結晶欠陥が発生するのを抑制することができるので、電流ブロック層（半導体ブロック層８）の厚みを大きくすることができ、その結果、横方向の光閉じ込めを安定化することが可能な窒化物系半導体レーザ素子を得ることができる。
【００３９】
また、第１実施形態では、上記のように、半導体ブロック層８を電流通路部の近傍にのみ形成することによって、半導体ブロック層８の形成領域が小さくなるので、ｐ型クラッド層５と半導体ブロック層８との格子定数の差に起因して半導体ブロック層８に加わる歪みをより緩和することができる。これによっても、半導体ブロック層８にクラックや結晶欠陥が発生するのを抑制することができるので、横方向の光閉じ込めをより安定化することができるとともに、結晶性の良好な半導体ブロック層８を形成することができる。
【００４０】
さらに、第１実施形態では、半導体ブロック層８を電流通路部の近傍にのみ形成することによって、半導体ブロック層８および誘電体ブロック層９からなる電流ブロック層と、ｐ型クラッド層５との間の容量が低減される。これにより、素子をパルス駆動したときのパルスの立ち上がりおよび立ち下がりを早くすることができるので、その結果、高速でのパルス駆動が可能な窒化物系半導体レーザ素子を得ることができる。
【００４１】
また、第１実施形態では、上記のように、誘電体ブロック層７の厚み（約５０ｎｍ）が、半導体ブロック層８の厚み（約０．２５μｍ）よりも小さくなるように形成することによって、半導体ブロック層８は、誘電体ブロック層７に比べて熱伝導率が高いため、ＭＱＷ発光層４で発熱した熱を有効に放熱することができる。その結果、窒化物系半導体レーザ素子の高温動作時や高出力動作時においても、良好な特性を得ることができる。
【００４２】
また、第１実施形態では、上記のように、ＡｌwＧａ1-wＮからなる半導体ブロック層８を用いることによって、半導体ブロック層８での光吸収がないため、窒化物系半導体レーザ素子の動作電流を低減することができる。
【００４３】
図２〜図８は、本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。図１〜図８を参照して、以下に、第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法について説明する。
【００４４】
まず、図２に示すように、サファイア基板１上に、ＭＯＣＶＤ法（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：有機金属気相堆積法）を用いて、約４μｍの膜厚を有するＳｉドープＧａＮからなるｎ型コンタクト層２、および、約１μｍの膜厚を有するＳｉドープＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層３を形成する。そのｎ型クラッド層３上に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、３つのＩｎxＧａ1-xＮ量子井戸層と、４つのＩｎyＧａ1-yＮ量子障壁層とを交互に積層することによって、ＭＱＷ発光層４を形成する。そして、ＭＱＷ発光層４上に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、約０．４μｍの膜厚を有するＭｇドープＡｌvＧａ1-vＮ（Ａｌ組成：ｖ＝０．０８）からなるｐ型クラッド層５、および、約０．０１μｍの膜厚を有するＭｇドープＧａＮからなるｐ型第１コンタクト層６を順次形成する。
【００４５】
その後、プラズマＣＶＤ法を用いて、ｐ型第１コンタクト層６の上面上の全面を覆うように、約０．２μｍの膜厚を有するＳｉＯ2膜（図示せず）を形成した後、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術とを用いて、図３に示されるような、ＳｉＯ2からなるマスク層１００を形成する。次に、このマスク層１００をマスクとして、Ｃｌ2からなるエッチングガスを用いて、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）法などのドライエッチングにより、ｐ型第１コンタクト層６、ｐ型クラッド層５、ＭＱＷ発光層４、ｎ型クラッド層３およびｎ型コンタクト層２の所定領域をエッチングする。この後、ｐ型第１コンタクト層６上のマスク層１００を除去する。
【００４６】
次に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ｐ型第１コンタクト層６の上面上の全面を覆うように、約０．２μｍの膜厚を有するＳｉＯ2膜（図示せず）を形成する。その後、フォトリソグラフィー技術と、ＣＦ4をエッチングガスとしたドライエッチングまたはＨＦ系のエッチャントを用いるウェットエッチングとを用いて、そのＳｉＯ2膜をパターニングすることによって、図４に示されるような、ＳｉＯ2からなるマスク層１０１を形成する。
【００４７】
その後、図５に示すように、マスク層１０１をマスクとして、Ｃｌ2からなるエッチングガスを用いて、ＲＩＥ法などのドライエッチングにより、ｐ型第１コンタクト層６およびｐ型クラッド層５の一部領域をエッチングする。これにより、ｐ型クラッド層５の凸状部およびｐ型第１コンタクト層６からなる約１．５μｍの幅Ｗ１を有する電流通路部（リッジ部）が形成される。その後、マスク層１０１を除去する。
【００４８】
次に、図６に示すように、プラズマＣＶＤ法を用いて、ウェハの上面側のほぼ全面を覆うように、約５０ｎｍの膜厚を有するＳｉＮ膜からなる誘電体ブロック層７を形成した後、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術とを用いて、誘電体ブロック層７に開口部７ａを形成する。この開口部７ａは、電流通路部の近傍に、ｐ型クラッド層５の平坦部の上面上の一部領域が露出されるように形成する。
【００４９】
次に、図７に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、開口部７ａにおいて露出されたｐ型クラッド層５の上面上に、電流通路部の側部に形成された誘電体ブロック層７を覆うように、約０．２５μｍの膜厚を有するＡｌwＧａ1-wＮ（Ａｌ組成：ｗ＝０．１５）からなる半導体ブロック層８を選択成長させる。これにより、電流通路部の側部の近傍に、半導体ブロック層８と電流通路部との合計幅Ｗ２が約７．５μｍになるように、半導体ブロック層８が形成される。このような半導体ブロック層８は、選択成長させる時間を制御することにより、容易に形成可能である。その後、フォトリソグラフィー技術と、ＣＦ4をエッチングガスとしたドライエッチングまたはＨＦ系のエッチャントを用いるウェットエッチングとを用いて、電流通路部（ｐ型第１コンタクト層６）上の誘電体ブロック層７を除去する。
【００５０】
次に、図８に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、誘電体ブロック層７上に、電流通路部（ｐ型第１コンタクト層６）の上面上および半導体ブロック層８を覆うように、約０．０７μｍの膜厚を有するＭｇドープＧａＮからなるｐ型第２コンタクト層９を形成する。
【００５１】
最後に、図１に示したように、真空蒸着法を用いて、ｐ型第２コンタクト層９上に、約１ｎｍの膜厚を有するＰｔと、約３ｎｍの膜厚を有するＰｄとからなるｐ側オーミック電極１０を形成する。そして、ｐ側オーミック電極１０の上面上の一部領域に、約０．１μｍの膜厚を有するＮｉと、約３μｍの膜厚を有するＡｕとからなるｐ側パッド電極１１を形成する。また、ｎ型コンタクト層２の上面上の誘電体ブロック層７の一部領域を、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて除去する。そして、ｎ型コンタクト層２の露出された表面上に、約１０ｎｍの膜厚を有するＴｉと、約０．１μｍの膜厚を有するＡｌとからなるｎ側オーミック電極１２を形成する。そして、ｎ側オーミック電極１２の上面上の一部領域に、約０．１μｍの膜厚を有するＮｉと、約３μｍの膜厚を有するＡｕとからなるｎ側パッド電極１３を形成する。このようにして、第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子が製造される。
【００５２】
第１実施形態の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法では、上記のように、選択成長により半導体ブロック層８を形成することによって、半導体ブロック層８の結晶性を向上させることができる。また、電流通路部の近傍に設けられた開口部７ａから選択成長により半導体ブロック層８を形成することによって、電流通路部の近傍にのみ、半導体ブロック層８を形成することができる。これにより、半導体ブロック層８と、ｐ型クラッド層５との格子定数の差に起因して半導体ブロック層８に加わる歪みを緩和することができる。
【００５３】
図９は、本発明の第１実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。この第１実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子は、第１実施形態の窒化物系半導体レーザ素子と半導体ブロック層の材料のみが異なる、複素屈折率導波型のリッジ型のレーザ素子である。すなわち、この第１実施形態の変形例では、図９に示すように、誘電体ブロック層７の上面上の電流通路部の近傍に、電流通路部の側部を埋め込むように、約０．２５μｍの膜厚を有するとともに、半導体ブロック層１８と電流通路部との合計幅Ｗ２が約７．５μｍになるように、Ｉｎ0.18Ｇａ0.82Ｎからなる半導体ブロック層１８が形成されている。
【００５４】
この第１実施形態の変形例では、上記のように、電流ブロック層を、誘電体ブロック層７と、誘電体ブロック層７上に形成されたＩｎＧａＮからなる半導体ブロック層１８とを用いて形成することによって、半導体ブロック層１８において光を吸収させることにより横方向の光閉じ込めを行うことができる。これにより、ＡｌＧａＮからなる半導体ブロック層を形成する場合に比べて薄い膜厚の半導体ブロック層１８を形成する場合にも、横方向の光閉じ込めを安定化することができる。なお、第１実施形態の変形例のその他の効果は、第１実施形態と同様である。
【００５５】
なお、上記第１実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法としては、ＩｎＧａＮからなる半導体ブロック層１８は、第１実施形態のＡｌＧａＮからなる半導体ブロック層８に比べて、低温で成長される。その他の工程は、第１実施形態と同様である。上記のように、ＩｎＧａＮからなる半導体ブロック層１８を、第１実施形態のＡｌＧａＮからなる半導体ブロック層８に比べて低温で形成することができるので、ｐ型クラッド層５にドープされた不純物（Ｍｇ）が、ＭＱＷ発光層４に拡散するのを防止することができる。その結果、窒化物系半導体レーザ素子の信頼性を向上させることができる。
【００５６】
（第２実施形態）
図１０は、本発明の第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。図１０を参照して、この第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子は、実屈折率導波型のリッジ型のレーザ素子である。また、上記第１実施形態では、電流通路部（リッジ部）の近傍にのみ半導体ブロック層を形成する例を示したが、この第２実施形態では、ｐ型クラッド層５の上面上のほぼ全面に半導体ブロック層を形成する例を示す。以下、詳細に説明する。
【００５７】
第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造としては、サファイア基板１上に、第１実施形態と同様、ｎ型コンタクト層２、ｎ型クラッド層３、ＭＱＷ発光層４が形成されている。ＭＱＷ発光層４上には、凸部を有するｐ型クラッド層５およびｐ型第１コンタクト層６が形成されている。これらのｐ型クラッド層５の凸部およびｐ型第１コンタクト層６によって、電流通路部（リッジ部）が構成されている。なお、第２実施形態における各層２〜６の組成および膜厚は、第１実施形態と同様である。
【００５８】
また、電流通路部（リッジ部）の側面と、ｐ型クラッド層５の平坦部と、ＭＱＷ発光層４、ｎ型クラッド層３およびｎ型コンタクト層２の側面と、ｎ型コンタクト層２の上面の一部領域とを覆うように、約５０ｎｍの膜厚を有するＳｉＮからなる誘電体ブロック層２０が形成されている。ここで、この第２実施形態では、誘電体ブロック層２０は、ｐ型クラッド層５の平坦部の上面上に、選択成長のための４つの開口部２０ａを有するように形成されている。この開口部２０ａは、リッジ部の近傍領域のみならず、それ以外の領域にも形成されている。
【００５９】
また、ｐ型クラッド層５上に形成された誘電体ブロック層２０の上面上のほぼ全面には、電流通路部の側部を覆うように、約０．２５μｍの膜厚を有するＡｌwＧａ1-wＮ（Ａｌ組成：ｗ＝０．１５）からなる半導体ブロック層２１が形成されている。すなわち、この第２実施形態では、半導体ブロック層２１は、リッジ部の近傍のみならず、ｐ型クラッド層５上のほぼ全面に形成されている。半導体ブロック層２１は、誘電体ブロック層２０に設けられた開口部２０ａを介して、ｐ型クラッド層５と接触するように形成されている。なお、これらの誘電体ブロック層２０および半導体ブロック層２１によって、電流ブロック層が構成されている。
【００６０】
そして、電流通路部（リッジ部）および半導体ブロック層２１の上面上のほぼ全面には、約０．０７μｍの膜厚を有するＭｇドープＧａＮからなるｐ型第２コンタクト層２２が形成されている。
【００６１】
ｐ型第２コンタクト層２２上には、約１ｎｍの膜厚を有するＰｔと、約３ｎｍの膜厚を有するＰｄとからなるｐ側オーミック電極２３が形成されている。ｐ側オーミック電極２３の上面上の一部領域には、約０．１μｍの膜厚を有するＮｉと、約３μｍの膜厚を有するＡｕとからなるｐ側パッド電極２４が形成されている。また、ｎ型コンタクト層２の露出された表面上には、約１０ｎｍの膜厚を有するＴｉと、約０．１μｍの膜厚を有するＡｌとからなるｎ側オーミック電極２５が形成されている。ｎ側オーミック電極２５の上面上の一部領域には、約０．１μｍの膜厚を有するＮｉと、約３μｍの膜厚を有するＡｕとからなるｎ側パッド電極２６が形成されている。
【００６２】
第２実施形態では、上記のように、ｐ型クラッド層５上に形成された誘電体ブロック層２０の上面上のほぼ全面に半導体ブロック層２１を形成することによって、その半導体ブロック層２１上に形成されるｐ型第２コンタクト層２２を平坦化することができる。これにより、窒化物系半導体レーザ素子をサブマウント（ヒートシンク）にリッジ部側からｊ−ｄｏｗｎ方式で組み立てる際に、電流通路部（リッジ部）に加わる応力を低減することができる。その結果、窒化物系半導体レーザ素子の信頼性を向上させることができる。
【００６３】
また、第２実施形態では、第１実施形態と同様、電流ブロック層を、誘電体ブロック層２０と、半導体ブロック層２１とを用いて形成することによって、半導体ブロック層２１は、誘電体ブロック層２０の開口部２０ａを介して、ｐ型クラッド層５の上面に接触するので、ｐ型クラッド層５と半導体ブロック層２１との接触面積を低減することができる。このため、ｐ型クラッド層５と半導体ブロック層２１との格子定数の差に起因して半導体ブロック層２１に加わる歪みを緩和することができるので、半導体ブロック層２１にクラックや転位などの結晶欠陥が発生するのを抑制することができる。また、ｐ型クラッド層５と半導体ブロック層２１との接触面積を低減することができるので、ｐ型クラッド層５と半導体ブロック層２１との界面の汚染物に起因した結晶欠陥が発生するのも抑制することができる。さらに、半導体ブロック層２１と下層との間に誘電体ブロック層２０を介在させることができるので、半導体ブロック層２１と、下層の厚みの大きいＧａＮからなるｎ型コンタクト層２との格子定数の差に起因して半導体ブロック層２１に加わる歪みを緩和することができる。これによっても、半導体ブロック層２１にクラックや転位などの結晶欠陥が発生するのを抑制することができる。
【００６４】
この第２実施形態では、上記のように、半導体ブロック層２１にクラックや結晶欠陥が発生するのを抑制することができるので、電流ブロック層（半導体ブロック層２１）の厚みを大きくすることができ、その結果、横方向の光閉じ込めを安定化することが可能な窒化物系半導体レーザ素子を得ることができる。
【００６５】
また、第２実施形態では、第１実施形態と同様、誘電体ブロック層２０の厚み（約５０ｎｍ）が、半導体ブロック層２１の厚み（約０．２５μｍ）よりも小さくなるように形成することによって、半導体ブロック層２１は、誘電体ブロック層２０に比べて熱伝導率が高いため、ＭＱＷ発光層４で発熱した熱を有効に放熱することができる。その結果、窒化物系半導体発光素子の高温動作時や高出力動作時においても、良好な特性を得ることができる。
【００６６】
また、第２実施形態では、第１実施形態と同様、ＡｌwＧａ1-wＮからなる半導体ブロック層２１を用いることによって、半導体ブロック層２１での光吸収がないため、窒化物系半導体発光素子の動作電流を低減することができる。
【００６７】
図１１〜図１３は、本発明の第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。図１０〜図１３を参照して、以下に、第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法について説明する。
【００６８】
まず、図２〜図５に示した第１実施形態の形成方法と同様の形成方法を用いて、図１１に示すように、サファイア基板１上に、ｎ型コンタクト層２、ｎ型クラッド層３、ＭＱＷ発光層４、ｐ型クラッド層５およびｐ型第１コンタクト層６を形成する。次に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ウェハの上面側のほぼ全面を覆うように、約５０ｎｍの膜厚を有するＳｉＮ膜からなる誘電体ブロック層２０を形成した後、フォトリソグラフィー技術と、ＣＦ4をエッチングガスとしたドライエッチングまたはＨＦ系のエッチャントを用いるウェットエッチングとを用いて、誘電体ブロック層２０に４つの開口部２０ａを形成する。これらの開口部２０ａは、ｐ型クラッド層５の平坦部の上面上の一部領域が露出されるように形成する。
【００６９】
次に、図１２に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、開口部２０ａにおいて露出されたｐ型クラッド層５の上面上に、電流通路部の側部およびｐ型クラッド層５の上面上に形成された誘電体ブロック層２０を覆うように、約０．２５μｍの膜厚を有するＡｌwＧａ1-wＮ（Ａｌ組成：ｗ＝０．１５）からなる半導体ブロック層２１を選択成長させる。その後、フォトリソグラフィー技術と、ＣＦ4をエッチングガスとしたドライエッチングまたはＨＦ系のエッチャントを用いるウェットエッチングとを用いて、電流通路部（ｐ型第１コンタクト層６）上の誘電体ブロック層２０を除去する。
【００７０】
次に、図１３に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、電流通路部（ｐ型第１コンタクト層６）および半導体ブロック層２１の上・BR>ハ上のほぼ全面に、約０．０７μｍの膜厚を有するＭｇドープＧａＮからなるｐ型第２コンタクト層２２を形成する。
【００７１】
最後に、図１０に示したように、真空蒸着法を用いて、ｐ側オーミック電極２３およびｐ側パッド電極２４を順次形成する。また、ｎ型コンタクト層２の上面上の誘電体ブロック層２０の一部領域を、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて除去する。そして、ｎ型コンタクト層２の露出された表面上に、ｎ側オーミック電極２５およびｎ側パッド電極２６を順次形成する。このようにして、第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子が製造される。
【００７２】
第２実施形態の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法では、上記のように、選択成長により半導体ブロック層２１を形成することによって、半導体ブロック層２１の結晶性を向上させることができる。
【００７３】
図１４は、本発明の第２実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。この第２実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子は、第２実施形態の窒化物系半導体レーザ素子と半導体ブロック層の材料のみが異なる、複素屈折率導波型のリッジ型のレーザ素子である。すなわち、この第２実施形態の変形例では、図１４に示すように、電流通路部の側部およびｐ型クラッド層５の上面上に形成された誘電体ブロック層２０を覆うように、約０．２５μｍの膜厚を有するＩｎ0.18Ｇａ0.82Ｎからなる半導体ブロック層２７が形成されている。
【００７４】
第２実施形態の変形例では、上記のように、電流ブロック層を、誘電体ブロック層２０と、誘電体ブロック層２０上に形成されたＩｎＧａＮからなる半導体ブロック層２７とを用いて形成することによって、半導体ブロック層２７において光を吸収させることにより横方向の光閉じ込めを行うことができる。これにより、ＡｌＧａＮからなる半導体ブロック層を形成する場合に比べて薄い膜厚の半導体ブロック層２７を形成する場合にも、横方向の光閉じ込めを安定化することができる。なお、第２実施形態の変形例のその他の効果は、第２実施形態と同様である。
【００７５】
なお、上記第２実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法としては、ＩｎＧａＮからなる半導体ブロック層２７は、第２実施形態のＡｌＧａＮからなる半導体ブロック層２１に比べて低温で成長される。その他の工程は、第２実施形態と同様である。上記のように、ＩｎＧａＮからなる半導体ブロック層２７を、第２実施形態のＡｌＧａＮからなる半導体ブロック層２１に比べて低温で形成することができるので、ｐ型クラッド層５にドープされた不純物（Ｍｇ）が、ＭＱＷ発光層４に拡散するのを防止することができる。その結果、窒化物系半導体レーザ素子の信頼性を向上させることができる。
【００７６】
（第３実施形態）
図１５は、本発明の第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。図１５を参照して、この第３実施形態では、実屈折率導波型のセルフアライン型の窒化物系半導体レーザ素子について説明する。
【００７７】
第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造としては、サファイア基板１上に、第１実施形態と同様、ｎ型コンタクト層２、ｎ型クラッド層３およびＭＱＷ発光層４が形成されている。ＭＱＷ発光層４上には、約０．１μｍの膜厚を有するＭｇドープＡｌvＧａ1-vＮ（Ａｌ組成：ｖ＝０．０８）からなるｐ型第１クラッド層３０が形成されている。なお、ｐ型第１クラッド層３０は、本発明の「第１クラッド層」の一例である。また、各層２〜４の組成および膜厚は、第１実施形態と同様である。
【００７８】
ｐ型第１クラッド層３０の上面上と、ＭＱＷ発光層４、ｎ型クラッド層３およびｎ型コンタクト層２の側面と、ｎ型コンタクト層２の上面の一部領域とを覆うように、約５０ｎｍの膜厚を有するＳｉＮからなる誘電体ブロック層３１が形成されている。ここで、この第３実施形態では、誘電体ブロック層３１は、４つの開口部３１ａと、約１．５μｍの幅を有する電流通路部となる中央部の開口部３１ｂとを有するように形成されている。この開口部３１ａは、電流通路部の近傍領域のみならず、それ以外の領域にも形成されている。
【００７９】
また、ｐ型第１クラッド層３０の上面上に形成された誘電体ブロック層３１上には、約０．２５μｍの膜厚を有するＡｌwＧａ1-wＮ（Ａｌ組成：ｗ＝０．１５）からなる半導体ブロック層３２が、約１．５μｍの幅を有する電流通路部となる開口部を有するように形成されている。すなわち、この第３実施形態では、半導体ブロック層３２は、電流通路部の近傍のみならず、ｐ型第１クラッド層３０上のほぼ全面に形成されている。半導体ブロック層３２は、誘電体ブロック層３１に設けられた開口部３１ａを介して、ｐ型第１クラッド層３０と接触するように形成されている。なお、これらの誘電体ブロック層３１および半導体ブロック層３２によって、電流ブロック層が構成されている。
【００８０】
そして、電流ブロック層（誘電体ブロック層３１および半導体ブロック層３２）の電流通路部となる開口部３１ｂ内のｐ型第１クラッド層３０上、および、半導体ブロック層３２上には、約０．３μｍの膜厚を有するＭｇドープＡｌvＧａ1-vＮ（Ａｌ組成：ｖ＝０．０８）からなるｐ型第２クラッド層３３が形成されている。なお、ｐ型第２クラッド層３３は、本発明の「第２クラッド層」の一例である。
【００８１】
また、ｐ型第２クラッド層３３の上面上のほぼ全面には、約０．０７μｍの膜厚を有するＭｇドープＧａＮからなるｐ型コンタクト層３４が形成されている。ｐ型コンタクト層３４上には、約１ｎｍの膜厚を有するＰｔと、約３ｎｍの膜厚を有するＰｄとからなるｐ側オーミック電極３６が形成されている。ｐ側オーミック電極３６の上面上の一部領域には、約０．１μｍの膜厚を有するＮｉと、約３μｍの膜厚を有するＡｕとからなるｐ側パッド電極３７が形成されている。また、ｎ型コンタクト層２の露出された表面上には、約１０ｎｍの膜厚を有するＴｉと、約０．１μｍの膜厚を有するＡｌとからなるｎ側オーミック電極３８が形成されている。ｎ側オーミック電極３８の上面上の一部領域には、約０．１μｍの膜厚を有するＮｉと、約３μｍの膜厚を有するＡｕとからなるｎ側パッド電極３９が形成されている。
【００８２】
また、ｐ側オーミック電極３６、ｐ型コンタクト層３４、ｐ型第２クラッド層３３および半導体ブロック層３２の側部と、誘電体ブロック層３１上とを覆うように、約０．１μｍの膜厚を有するＳｉＮからなる保護膜３５が形成されている。
【００８３】
第３実施形態では、上記のように、ｐ型第２クラッド層３３を半導体ブロック層３２の上面上にまで延びて形成することによって、ｐ型第２クラッド層３３の上面上の面積を大きくすることができる。これにより、ｐ型第２クラッド層３３とその上に形成されるｐ型コンタクト層３４とのコンタクト抵抗を低減することができる。
【００８４】
また、第３実施形態では、上記のように、結晶性の良好な半導体ブロック層３２上に、ｐ型第２クラッド層３３を形成することによって、結晶性の良好なｐ型第２クラッド層３３を得ることができる。その結果、ｐ型第２クラッド層３３の熱伝導性が向上されるので、窒化物系半導体発光素子の高温動作時や高出力動作時においても、良好な特性を得ることができる。
【００８５】
また、第３実施形態では、上記のように、結晶性の良好な半導体ブロック層３２上に、ｐ型第２クラッド層３３を形成することによって、結晶性の良好なｐ型第２クラッド層３３を得ることができるので、ｐ型第２クラッド層３３のキャリア濃度を高くすることができる。その結果、窒化物系半導体レーザ素子の動作電圧を低減することができる。なお、第３実施形態のその他の効果は、第２実施形態と同様である。
【００８６】
図１６〜図２１は、本発明の第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。図１５〜図２１を参照して、以下に、第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法について説明する。
【００８７】
まず、第１実施形態の形成方法と同様の形成方法を用いて、図１６に示すように、サファイア基板１上に、ｎ型コンタクト層２、ｎ型クラッド層３およびＭＱＷ発光層４を形成する。なお、各層２〜４の組成および膜厚は、第１実施形態と同様である。そして、ＭＱＷ発光層４上に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、約０．１μｍの膜厚を有するＭｇドープＡｌvＧａ1-vＮ（Ａｌ組成：ｖ＝０．０８）からなるｐ型第１クラッド層３０を形成する。
【００８８】
次に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ｐ型第１クラッド層３０の上面上の全面を覆うように、約０．２μｍの膜厚を有するＳｉＯ2膜（図示せず）を形成した後、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術とを用いて、図１７に示されるような、パターニングされたＳｉＯ2からなるマスク層１００を形成する。次に、このマスク層１００をマスクとして、Ｃｌ2からなるエッチングガスを用いて、ＲＩＥ法などのドライエッチングにより、ｐ型第１クラッド層３０、ＭＱＷ発光層４、ｎ型クラッド層３およびｎ型コンタクト層２の所定領域をエッチングする。その後、ｐ型第１クラッド層３０上のマスク層１００を除去する。
【００８９】
次に、図１８に示すように、プラズマＣＶＤ法を用いて、ウェハの上面側のほぼ全面を覆うように、約５０ｎｍの膜厚を有するＳｉＮからなる誘電体ブロック層３１を形成した後、フォトリソグラフィー技術と、ＣＦ4をエッチングガスとしたドライエッチングまたはＨＦ系のエッチャントを用いるウェットエッチングとを用いて、誘電体ブロック層３１に４つの開口部３１ａと、約１．５μｍの幅を有する電流通路部となる開口部３１ｂとを形成する。これらの開口部３１ａおよび３１ｂは、ｐ型第１クラッド層３０の上面上の一部領域が露出されるように形成する。
【００９０】
次に、図１９に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、開口部３１ａおよび３１ｂにおいて露出されたｐ型第１クラッド層３０の上面上のほぼ全面に、誘電体ブロック層３１を介して、約０．２５μｍの膜厚を有するＡｌwＧａ1-wＮ（Ａｌ組成：ｗ＝０．１５）からなる半導体ブロック層３２を選択成長させる。その後、プラズマＣＶＤ法を用いて、半導体ブロック層３２の上面上の全面を覆うように、約０．２μｍの膜厚を有するＳｉＯ2膜（図示せず）を形成した後、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術とを用いて、図１９に示されるような、パターニングされたＳｉＯ2からなるマスク層１０２を形成する。
【００９１】
次に、図２０に示すように、マスク層１０２をマスクとして、Ｃｌ2からなるエッチングガスを用いて、ＲＩＥ法などのドライエッチングにより、開口部３１ｂ上に形成された半導体ブロック層３２をエッチングする。これにより、半導体ブロック層３２に、約１．５μｍの幅を有する電流通路部となる開口部が形成される。その後、半導体ブロック層３２上のマスク層１０２を除去する。
【００９２】
次に、図２１に示すように、電流ブロック層（誘電体ブロック層３１および半導体ブロック層３２）の開口部内に露出されたｐ型第１クラッド層３０の上面上に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、ＭｇドープＡｌvＧａ1-vＮ（Ａｌ組成：ｖ＝０．０８）からなるｐ型第２クラッド層３３を成長させる。これにより、電流ブロック層の開口部内において約１．５μｍの幅を有するｐ型第２クラッド層３３がセルフアライン的に形成される。なお、ｐ型第２クラッド層３３は、半導体ブロック層３２の上面上において、約０．３μｍの膜厚を有するように形成されている。そして、ｐ型第２クラッド層３３の上面上に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、約０．０７μｍの膜厚を有するＭｇドープＧａＮからなるｐ型コンタクト層３４を形成する。
【００９３】
最後に、ウェハの上面側のほぼ全面を覆うように、約５０ｎｍの膜厚を有するＳｉＮ膜（図示せず）を形成する。その後、フォトリソグラフィー技術と、ＣＦ4をエッチングガスとしたドライエッチングまたはＨＦ系のエッチャントを用いるウェットエッチングとを用いて、図１５に示したような形状のＳｉＮからなる保護膜３５を形成する。
【００９４】
そして、図１５に示したように、真空蒸着法を用いて、ｐ型コンタクト層３４上に、ｐ側オーミック電極３６およびｐ側パッド電極３７を順次形成する。また、ｎ型コンタクト層２の上面上の誘電体ブロック層３１の一部領域を、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて除去する。そして、ｎ型コンタクト層２の露出された表面上に、ｎ側オーミック電極３８およびｎ側パッド電極３９を順次形成する。このようにして、第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子が製造される。
【００９５】
第３実施形態の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法では、上記のように、選択成長により半導体ブロック層３２を形成することによって、半導体ブロック層３２の結晶性を向上させることができる。
【００９６】
図２２は、本発明の第３実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。この第３実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子は、第３実施形態の窒化物系半導体レーザ素子と半導体ブロック層の材料のみが異なる、複素屈折率導波型のセルフアライン型の窒化物系半導体レーザ素子である。すなわち、この第３実施形態の変形例では、図２２に示すように、誘電体ブロック層３１上には、約０．２５μｍの膜厚を有するＩｎ0.18Ｇａ0.82Ｎからなる半導体ブロック層４２が、約１．５μｍの幅を有する電流通路部となる開口部を有するように形成されている。
【００９７】
第３実施形態の変形例では、上記のように、電流ブロック層を、誘電体ブロック層３１と、誘電体ブロック層３１上に形成されたＩｎＧａＮからなる半導体ブロック層４２とを用いて形成することによって、半導体ブロック層４２において光を吸収させることにより横方向の光閉じ込めを行うことができる。これにより、ＡｌＧａＮからなる半導体ブロック層を形成する場合に比べて薄い膜厚の半導体ブロック層４２を形成する場合にも、横方向の光閉じ込めを安定化することができる。なお、第３実施形態の変形例のその他の効果は、第３実施形態と同様である。
【００９８】
なお、上記第３実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法としては、ＩｎＧａＮからなる半導体ブロック層４２は、第３実施形態のＡｌＧａＮからなる半導体ブロック層３２に比べて低温で成長される。その他の工程は、第３実施形態と同様である。上記のように、ＩｎＧａＮからなる半導体ブロック層４２を、第３実施形態のＡｌＧａＮからなる半導体ブロック層３２に比べて低温で形成することができるので、ｐ型第１クラッド層３０にドープされた不純物（Ｍｇ）が、ＭＱＷ発光層４に拡散するのを防止することができる。その結果、窒化物系半導体レーザ素子の信頼性を向上させることができる。
【００９９】
（第４実施形態）
図２３は、本発明の第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。図２３を参照して、この第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子は、実屈折率導波型のセルフアライン型の窒化物系半導体レーザ素子である。また、上記第３実施形態では、電流通路部の近傍以外の領域にまで半導体ブロック層を形成する例を示したが、この第４実施形態では、電流通路部の近傍にのみ半導体ブロック層を形成する例を示す。以下、詳細に説明する。
【０１００】
第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造としては、サファイア基板１上に、第３実施形態と同様、ｎ型コンタクト層２、ｎ型クラッド層３、ＭＱＷ発光層４およびｐ型第１クラッド層３０が形成されている。なお、各層２〜４および３０の組成および膜厚は、第３実施形態と同様である。
【０１０１】
ｐ型第１クラッド層３０の上面上と、ＭＱＷ発光層４、ｎ型クラッド層３およびｎ型コンタクト層２の側面と、ｎ型コンタクト層２の上面の一部領域とを覆うように、約５０ｎｍの膜厚を有するＳｉＮからなる誘電体ブロック層５０が形成されている。ここで、この第４実施形態では、誘電体ブロック層５０は、電流通路部の近傍に、選択成長のための２つの開口部５０ａと、約１．５μｍの幅Ｗ１を有する電流通路部となる中央部の開口部５０ｂとを有するように形成されている。
【０１０２】
また、誘電体ブロック層５０上の電流通路部の近傍には、約０．２５μｍの膜厚と約７．５μｍの幅Ｗ２とを有するＡｌwＧａ1-wＮ（Ａｌ組成：ｗ＝０．１５）からなる半導体ブロック層５１が、約１．５μｍの幅を有する電流通路部となる開口部を有するように形成されている。この半導体ブロック層５１は、誘電体ブロック層５０に設けられた開口部５０ａを介して、ｐ型第１クラッド層３０と接触するように形成されている。なお、これらの誘電体ブロック層５０および半導体ブロック層５１によって、電流ブロック層が構成されている。
【０１０３】
そして、電流ブロック層（誘電体ブロック層５０および半導体ブロック層５１）の電流通路部となる開口部５０ｂ内のｐ型第１クラッド層３０上、半導体ブロック層５１上および誘電体ブロック層５０上には、約０．３μｍの膜厚を有するＭｇドープＡｌvＧａ1-vＮ（Ａｌ組成：ｖ＝０．０８）からなるｐ型第２クラッド層５２が形成されている。なお、ｐ型第２クラッド層５２は、本発明の「第２クラッド層」の一例である。
【０１０４】
また、ｐ型第２クラッド層５２の上面上のほぼ全面には、約０．０７μｍの膜厚を有するＭｇドープＧａＮからなるｐ型コンタクト層５３が形成されている。ｐ型コンタクト層５３上には、約１ｎｍの膜厚を有するＰｔと、約３ｎｍの膜厚を有するＰｄとからなるｐ側オーミック電極５５が形成されている。ｐ側オーミック電極５５の上面上の一部領域には、約０．１μｍの膜厚を有するＮｉと、約３μｍの膜厚を有するＡｕとからなるｐ側パッド電極５６が形成されている。また、ｎ型コンタクト層２の露出された表面上には、約１０ｎｍの膜厚を有するＴｉと、約０．１μｍの膜厚を有するＡｌとからなるｎ側オーミック電極５７が形成されている。ｎ側オーミック電極５７の上面上の一部領域には、約０．１μｍの膜厚を有するＮｉと、約３μｍの膜厚を有するＡｕとからなるｎ側パッド電極５８が形成されている。
【０１０５】
また、ｐ側オーミック電極５５、ｐ型コンタクト層５３、ｐ型第２クラッド層５２および半導体ブロック層５１の側部と、誘電体ブロック層５０上とを覆うように、約０．１μｍの膜厚を有するＳｉＮからなる保護膜５４が形成されている。
【０１０６】
第４実施形態では、上記のように、ｐ型第２クラッド層５２を半導体ブロック層５１の上面上にまで延びて形成することによって、ｐ型第２クラッド層５２の上面上の面積を大きくすることができる。これにより、ｐ型第２クラッド層５２とその上に形成されるｐ型コンタクト層５３とのコンタクト抵抗を低減することができる。
【０１０７】
また、第４実施形態では、上記のように、結晶性の良好な半導体ブロック層５１上に、ｐ型第２クラッド層５２を形成することによって、結晶性の良好なｐ型第２クラッド層５２を得ることができる。その結果、ｐ型第２クラッド層５２の熱伝導性が向上されるので、窒化物系半導体発光素子の高温動作時や高出力動作時においても、良好な特性を得ることができる。
【０１０８】
また、第４実施形態では、上記のように、結晶性の良好な半導体ブロック層５１上に、ｐ型第２クラッド層５２を形成することによって、結晶性の良好なｐ型第２クラッド層５２を得ることができるので、ｐ型第２クラッド層５２のキャリア濃度を高くすることができる。その結果、窒化物系半導体レーザ素子の動作電圧を低減することができる。なお、第４実施形態のその他の効果は、第１実施形態と同様である。
【０１０９】
図２４〜図２７は、本発明の第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。図２３〜図２７を参照して、以下に、第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法について説明する。
【０１１０】
まず、第１実施形態の形成方法と同様の形成方法を用いて、図２４に示すように、サファイア基板１上に、ｎ型コンタクト層２、ｎ型クラッド層３、ＭＱＷ発光層４およびｐ型第１クラッド層３０を形成する。なお、各層２〜４および３０の組成および膜厚は、第３実施形態と同様である。
【０１１１】
次に、図２４に示すように、プラズマＣＶＤ法を用いて、ウェハの上面側のほぼ全面を覆うように、約５０ｎｍの膜厚を有するＳｉＮからなる誘電体ブロック層５０を形成した後、フォトリソグラフィー技術と、ＣＦ4をエッチングガスとしたドライエッチングまたはＨＦ系のエッチャントを用いるウェットエッチングとを用いて、２つの開口部５０ａを形成する。これらの開口部５０ａは、ｐ型第１クラッド層３０の上面上の一部領域が露出されるように形成する。
【０１１２】
次に、図２５に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、開口部５０ａにおいて露出されたｐ型第１クラッド層３０の上面上に、誘電体ブロック層５０を覆うように、約０．２５μｍの膜厚を有するＡｌwＧａ1-wＮ（Ａｌ組成：ｗ＝０．１５）からなる半導体ブロック層５１を選択成長させる。この半導体ブロック層５１は、約１．５μｍの幅Ｗ１を有する電流通路部となる開口部を有するとともに、電流通路部と半導体ブロック層５１との合計幅Ｗ２が約７．５μｍになるように、電流通路部の近傍にのみ形成する。このような半導体ブロック層５１は、選択成長させる時間を制御することにより、容易に形成可能である。
【０１１３】
その後、プラズマＣＶＤ法を用いて、ウェハの上面上の全面を覆うように、約０．２μｍの膜厚を有するＳｉＯ2膜（図示せず）を形成する。そして、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術とを用いて、ＳｉＯ2膜および誘電体ブロック層５０をパターニングする。これにより、図２６に示すように、電流通路部となる開口部を有するＳｉＯ2からなるマスク層１０３下に、約１．５μｍの幅Ｗ１を有する電流通路部となる開口部５０ｂを有する誘電体ブロック層５０が形成される。
【０１１４】
次に、図２７に示すように、電流ブロック層（誘電体ブロック層５０および半導体ブロック層５１）の開口部内に露出されたｐ型第１クラッド層３０の上面上に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、ＭｇドープＡｌvＧａ1-vＮ（Ａｌ組成：ｖ＝０．０８）からなるｐ型第２クラッド層５２を成長させる。これにより、電流ブロック層の開口部内において約１．５μｍの幅Ｗ１を有するｐ型第２クラッド層５２がセルフアライン的に形成される。なお、ｐ型第２クラッド層５２は、半導体ブロック層５１の上面上において、約０．３μｍの膜厚を有するように形成されている。そして、ｐ型第２クラッド層５２の上面上に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、約０．０７μｍの膜厚を有するＭｇドープＧａＮからなるｐ型コンタクト層５３を形成する。
【０１１５】
最後に、ウェハの上面側のほぼ全面を覆うように、約５０ｎｍの膜厚を有するＳｉＮ膜（図示せず）を形成する。その後、フォトリソグラフィー技術と、ＣＦ4をエッチングガスとしたドライエッチングまたはＨＦ系のエッチャントを用いるウェットエッチングとを用いて、図２３に示したような形状のＳｉＮからなる保護膜５４を形成する。
【０１１６】
そして、図２３に示したように、真空蒸着法を用いて、ｐ型コンタクト層５３上に、ｐ側オーミック電極５５およびｐ側パッド電極５６を順次形成する。また、ｎ型コンタクト層２の上面上の誘電体ブロック層５０の一部領域を、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて除去する。そして、ｎ型コンタクト層２の露出された表面上に、ｎ側オーミック電極５７およびｎ側パッド電極５８を順次形成する。このようにして、第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子が製造される。
【０１１７】
第４実施形態の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法では、上記のように、選択成長により半導体ブロック層５１を形成することによって、半導体ブロック層５１の結晶性を向上させることができる。
【０１１８】
図２８は、本発明の第４実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。この第４実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子は、第４実施形態の窒化物系半導体レーザ素子と半導体ブロック層の材料のみが異なる、複素屈折率導波型のセルフアライン型の窒化物系半導体レーザ素子である。すなわち、この第４実施形態の変形例では、図２８に示すように、ｐ型第１クラッド層３０の上面上に形成された誘電体ブロック層５０上には、約０．２５μｍの膜厚と約３μｍの幅とを有するＩｎ0.18Ｇａ0.82Ｎからなる半導体ブロック層５９が、約１．５μｍの幅Ｗ１を有する電流通路部となる開口部を有するように、約７．５μｍの幅Ｗ２で形成されている。
【０１１９】
第４実施形態の変形例では、上記のように、電流ブロック層を、誘電体ブロック層５０と、誘電体ブロック層５０上に形成されたＩｎＧａＮからなる半導体ブロック層５９とを用いて形成することによって、半導体ブロック層５９において光を吸収させることにより横方向の光閉じ込めを行うことができる。これにより、ＡｌＧａＮからなる半導体ブロック層を形成する場合に比べて薄い膜厚の半導体ブロック層５９を形成する場合にも、横方向の光閉じ込めを安定化することができる。
【０１２０】
なお、上記第４実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法としては、ＩｎＧａＮからなる半導体ブロック層５９は、第４実施形態のＡｌＧａＮからなる半導体ブロック層５１に比べて低い温度で成長される。その他の工程は、第４実施形態と同様である。上記のように、ＩｎＧａＮからなる半導体ブロック層５９を、第４実施形態のＡｌＧａＮからなる半導体ブロック層５１に比べて低温で形成することができるので、ｐ型第１クラッド層３０にドープされた不純物（Ｍｇ）が、ＭＱＷ発光層４に拡散するのを防止することができる。その結果、窒化物系半導体レーザ素子の信頼性を向上させることができる。
【０１２１】
（第５実施形態）
図２９は、本発明の第５実施形態による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。図２９を参照して、この第５実施形態による窒化物系半導体レーザ素子は、実屈折率導波型のリッジ型のレーザ素子である。また、上記第１〜第４実施形態では、誘電体ブロック層の開口部内のｐ型クラッド層と接触するように半導体ブロック層を形成する例を示したが、この第５実施形態では、電流通路部の側面において、ｐ型クラッド層と接触するように半導体ブロック層を形成する例を示す。以下、詳細に説明する。
【０１２２】
第５実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造としては、サファイア基板１上に、第１実施形態と同様、ｎ型コンタクト層２、ｎ型クラッド層３、ＭＱＷ発光層４が形成されている。ＭＱＷ発光層４上には、凸部を有するｐ型クラッド層５およびｐ型第１コンタクト層６が形成されている。これらのｐ型クラッド層５の凸部およびｐ型第１コンタクト層６によって、電流通路部（リッジ部）が構成されている。なお、第５実施形態における各層２〜６の組成および膜厚は、第１実施形態と同様である。
【０１２３】
また、ｐ型クラッド層５の平坦部と、ＭＱＷ発光層４、ｎ型クラッド層３およびｎ型コンタクト層２の側面と、ｎ型コンタクト層２の上面の一部領域とを覆うように、約５０ｎｍの膜厚を有するＳｉＮからなる誘電体ブロック層６０が形成されている。
【０１２４】
ｐ型クラッド層５上に形成された誘電体ブロック層６０の上面上のほぼ全面には、電流通路部の側面を覆うように、約０．２５μｍの膜厚を有するＡｌwＧａ1-wＮ（Ａｌ組成：ｗ＝０．１５）からなる半導体ブロック層６１が形成されている。なお、これらの誘電体ブロック層６０および半導体ブロック層６１によって、電流ブロック層が構成されている。
【０１２５】
また、電流通路部（リッジ部）および半導体ブロック層６１の上面上のほぼ全面には、約０．０７μｍの膜厚を有するＭｇドープＧａＮからなるｐ型第２コンタクト層６２が形成されている。
【０１２６】
ｐ型第２コンタクト層６２上には、約１ｎｍの膜厚を有するＰｔと、約３ｎｍの膜厚を有するＰｄとからなるｐ側オーミック電極６３が形成されている。ｐ側オーミック電極６３の上面上の一部領域には、約０．１μｍの膜厚を有するＮｉと、約３μｍの膜厚を有するＡｕとからなるｐ側パッド電極６４が形成されている。また、ｎ型コンタクト層２の露出された表面上には、約１０ｎｍの膜厚を有するＴｉと、約０．１μｍの膜厚を有するＡｌとからなるｎ側オーミック電極６５が形成されている。ｎ側オーミック電極６５の上面上の一部領域には、約０．１μｍの膜厚を有するＮｉと、約３μｍの膜厚を有するＡｕとからなるｎ側パッド電極６６が形成されている。
【０１２７】
第５実施形態では、上記のように、半導体ブロック層６１を、電流通路部（リッジ部）の側面と接触するように形成することによって、半導体ブロック層６１とｐ型クラッド層５との接触部分を電流通路部（リッジ部）の側面のみに低減することができる。これにより、半導体ブロック層６１に加わる歪みをより緩和することができる。
【０１２８】
図３０〜図３２は、本発明の第５実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。なお、第５実施形態における各層２〜６の形成プロセスは、図２〜図５に示した第１実施形態の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法と同様である。図２９〜図３２を参照して、以下に、第５実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法について説明する。
【０１２９】
まず、第１実施形態の形成方法と同様の形成方法を用いて、図３０に示すように、サファイア基板１上に、ｎ型コンタクト層２、ｎ型クラッド層３、ＭＱＷ発光層４、ｐ型クラッド層５およびｐ型第１コンタクト層６を形成する。次に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ウェハの上面側のほぼ全面を覆うように、約５０ｎｍの膜厚を有するＳｉＮからなる誘電体ブロック層６０を形成する。その後、フォトリソグラフィー技術と、ＣＦ4をエッチングガスとしたドライエッチングまたはＨＦ系のエッチャントを用いるウェットエッチングとを用いて、電流通路部の側面上の誘電体ブロック層６０を除去する。
【０１３０】
次に、図３１に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、露出された電流通路部（リッジ部）の側面から、ｐ型クラッド層５の上面上に形成された誘電体ブロック層６０を覆うように、約０．２５μｍの膜厚を有するＡｌwＧａ1-wＮ（Ａｌ組成：ｗ＝０．１５）からなる半導体ブロック層６１を選択成長させる。
【０１３１】
その後、図３２に示すように、フォトリソグラフィー技術と、ＣＦ4をエッチングガスとしたドライエッチングまたはＨＦ系のエッチャントを用いるウェットエッチングとを用いて、電流通路部（ｐ型第１コンタクト層６）上の誘電体ブロック層６０を除去する。そして、電流通路部（ｐ型第１コンタクト層６）および半導体ブロック層６１の上面上のほぼ全面に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、約０．０７μｍの膜厚を有するＭｇドープＧａＮからなるｐ型第２コンタクト層６２を形成する。
【０１３２】
最後に、図２９に示したように、真空蒸着法を用いて、ｐ型第２コンタクト層６２上に、ｐ側オーミック電極６３およびｐ側パッド電極６４を順次形成する。また、ｎ型コンタクト層２の上面上の誘電体ブロック層６０の一部領域を、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて除去する。そして、ｎ型コンタクト層２の露出された表面上に、ｎ側オーミック電極６５およびｎ側パッド電極６６を順次形成する。このようにして、第５実施形態による窒化物系半導体レーザ素子が製造される。
【０１３３】
第５実施形態の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法では、上記のように、選択成長により半導体ブロック層６１を形成することによって、半導体ブロック層６１の結晶性を向上させることができる。
【０１３４】
図３３は、本発明の第５実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。この第５実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子は、第５実施形態の窒化物系半導体レーザ素子と半導体ブロック層の材料のみが異なる、複素屈折率導波型のリッジ型のレーザ素子である。すなわち、この第５実施形態の変形例では、図３３に示すように、ｐ型クラッド層５上に形成された誘電体ブロック層６０の上面上のほぼ全面に、電流通路部の側面を覆うように、約０．２５μｍの膜厚を有するＩｎ0.18Ｇａ0.82Ｎからなる半導体ブロック層６７が形成されている。
【０１３５】
第５実施形態の変形例では、上記のように、電流ブロック層を、誘電体ブロック層６０と、誘電体ブロック層６０上に形成されたＩｎＧａＮからなる半導体ブロック層６７とを用いて形成することによって、半導体ブロック層６７において光を吸収させることにより横方向の光閉じ込めを行うことができる。これにより、ＡｌＧａＮからなる半導体ブロック層を形成する場合に比べて薄い膜厚の半導体ブロック層６７を形成する場合にも、横方向の光閉じ込めを安定化することができる。なお、第５実施形態の変形例のその他の効果は、第５実施形態と同様である。
【０１３６】
なお、上記第５実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法としては、ＩｎＧａＮからなる半導体ブロック層６７は、第５実施形態のＡｌＧａＮからなる半導体ブロック層６１に比べて低い温度で成長される。その他の工程は、第５実施形態と同様である。上記のように、ＩｎＧａＮからなる半導体ブロック層６７を、第５実施形態のＡｌＧａＮからなる半導体ブロック層６１に比べて低温で形成することができるので、ｐ型クラッド層５にドープされた不純物（Ｍｇ）が、ＭＱＷ発光層４に拡散するのを防止することができる。その結果、窒化物系半導体レーザ素子の信頼性を向上させることができる。
【０１３７】
（第６実施形態）
図３４は、本発明の第６実施形態による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。図３４を参照して、この第６実施形態による窒化物系半導体レーザ素子は、実屈折率導波型のリッジ型のレーザ素子である。また、上記第５実施形態では、電流通路部の近傍以外の領域にまで半導体ブロック層を形成する例を示したが、この第６実施形態では、電流通路部の近傍にのみ半導体ブロック層を形成する例を示す。以下、詳細に説明する。
【０１３８】
第６実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造としては、サファイア基板１上に、第５実施形態と同様、ｎ型コンタクト層２、ｎ型クラッド層３、ＭＱＷ発光層４が形成されている。ＭＱＷ発光層４上には、凸部を有するｐ型クラッド層５およびｐ型第１コンタクト層６が形成されている。これらのｐ型クラッド層５の凸部およびｐ型第１コンタクト層６によって、約１．５μｍの幅Ｗ１を有する電流通路部（リッジ部）が構成されている。なお、第６実施形態における各層２〜６の組成および膜厚は、第１実施形態と同様である。
【０１３９】
また、ｐ型クラッド層５の平坦部と、ＭＱＷ発光層４、ｎ型クラッド層３およびｎ型コンタクト層２の側面と、ｎ型コンタクト層２の上面の一部領域とを覆うように、約５０ｎｍの膜厚を有するＳｉＮからなる誘電体ブロック層７０が形成されている。
【０１４０】
誘電体ブロック層７０の上面上の電流通路部（リッジ部）の近傍には、電流通路部の側面を覆うように、約０．２５μｍの膜厚を有するＡｌwＧａ1-wＮ（Ａｌ組成：ｗ＝０．１５）からなる半導体ブロック層７１が形成されている。半導体ブロック層７１は、半導体ブロック層７１と電流通路部との合計幅Ｗ２が約７．５μｍになるように、電流通路部の近傍にのみ形成されている。なお、これらの誘電体ブロック層７０および半導体ブロック層７１によって、電流ブロック層が構成されている。
【０１４１】
そして、ｐ型クラッド層５の平坦部上の誘電体ブロック層７０上には、電流通路部（リッジ部）の上面および半導体ブロック層７１を覆うように、約０．０７μｍの膜厚を有するＭｇドープＧａＮからなるｐ型第２コンタクト層７２が形成されている。
【０１４２】
ｐ型第２コンタクト層７２上には、約１ｎｍの膜厚を有するＰｔと、約３ｎｍの膜厚を有するＰｄとからなるｐ側オーミック電極７３が形成されている。ｐ側オーミック電極７３の上面上の一部領域には、約０．１μｍの膜厚を有するＮｉと、約３μｍの膜厚を有するＡｕとからなるｐ側パッド電極７４が形成されている。また、ｎ型コンタクト層２の露出された表面上には、約１０ｎｍの膜厚を有するＴｉと、約０．１μｍの膜厚を有するＡｌとからなるｎ側オーミック電極７５が形成されている。ｎ側オーミック電極７５の上面上の一部領域には、約０．１μｍの膜厚を有するＮｉと、約３μｍの膜厚を有するＡｕとからなるｎ側パッド電極７６が形成されている。
【０１４３】
第６実施形態では、上記のように、半導体ブロック層７１を、電流通路部（ｐ型クラッド層５およびｐ型第１コンタクト層６）の側面と接触するように形成することによって、半導体ブロック層７１とｐ型クラッド層５との接触部分を電流通路部（リッジ部）の側面のみに低減することができる。これにより、半導体ブロック層７１に加わる歪みをより緩和することができる。さらに、半導体ブロック層７１を電流通路部の近傍にのみ形成することによって、半導体ブロック層７１および誘電体ブロック層７０からなる電流ブロック層と、ｐ型クラッド層５との間の容量が低減される。これにより、素子をパルス駆動したときのパルスの立ち上がりおよび立ち下がりを早くすることができるので、その結果、高速でのパルス駆動が可能な窒化物系半導体レーザ素子を得ることができる。なお、第６実施形態のその他の効果は、第１実施形態と同様である。
【０１４４】
図３５および図３６は、本発明の第６実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。図３４〜図３６を参照して、以下に、第６実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法について説明する。
【０１４５】
まず、図２〜図５に示した第１実施形態の形成方法と同様の形成方法を用いて、図３５に示すように、サファイア基板１上に、ｎ型コンタクト層２、ｎ型クラッド層３、ＭＱＷ発光層４、ｐ型クラッド層５およびｐ型第１コンタクト層６を・BR>`成する。次に、プラズマＣＶＤ法を用いて、ウェハの上面側のほぼ全面を覆うように、約５０ｎｍの膜厚を有するＳｉＮからなる誘電体ブロック層７０を形成する。その後、フォトリソグラフィー技術と、ＣＦ4をエッチングガスとしたドライエッチングまたはＨＦ系のエッチャントを用いるウェットエッチングとを用いて、電流通路部の側面上の誘電体ブロック層７０を除去する。
【０１４６】
そして、露出された電流通路部（リッジ部）の側面から、誘電体ブロック層７０の上面上の電流通路部の近傍に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、約０．２５μｍの膜厚を有するＡｌwＧａ1-wＮ（Ａｌ組成：ｗ＝０．１５）からなる半導体ブロック層７１を選択成長させる。この場合、半導体ブロック層７１は、半導体ブロック層７１と電流通路部との合計幅Ｗ２が約７．５μｍになるように、電流通路部の近傍にのみ形成する。このような半導体ブロック層７１は、選択成長させる時間を制御することにより、容易に形成可能である。
【０１４７】
その後、図３６に示すように、フォトリソグラフィー技術と、ＣＦ4をエッチングガスとしたドライエッチングまたはＨＦ系のエッチャントを用いるウェットエッチングとを用いて、電流通路部（ｐ型第１コンタクト層６）上の誘電体ブロック層７０を除去する。そして、誘電体ブロック層７０上に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、電流通路部（ｐ型第１コンタクト層６）の上面上および半導体ブロック層７１を覆うように、約０．０７μｍの膜厚を有するＭｇドープＧａＮからなるｐ型第２コンタクト層７２を形成する。
【０１４８】
最後に、図３４に示したように、真空蒸着法を用いて、ｐ型第２コンタクト層７２上に、ｐ側オーミック電極７３およびｐ側パッド電極７４を順次形成する。また、ｎ型コンタクト層２の上面上の誘電体ブロック層７０の一部領域を、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて除去する。そして、ｎ型コンタクト層２の露出された表面上に、ｎ側オーミック電極７５およびｎ側パッド電極７６を順次形成する。このようにして、第６実施形態による窒化物系半導体レーザ素子が製造される。
【０１４９】
第６実施形態の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法では、上記のように、選択成長により半導体ブロック層７１を形成することによって、半導体ブロック層７１の結晶性を向上させることができる。
【０１５０】
図３７は、本発明の第６実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。この第６実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子は、第６実施形態の窒化物系半導体レーザ素子と半導体ブロック層の材料のみが異なる、複素屈折率導波型のリッジ型のレーザ素子である。すなわち、この第６実施形態の変形例では、図３７に示すように、誘電体ブロック層７０の上面上の電流通路部の近傍に、電流通路部の側面を覆うように、約０．２５μｍの膜厚と約７．５μｍの幅Ｗ２とを有するＩｎ0.18Ｇａ0.82Ｎからなる半導体ブロック層７７が形成されている。
【０１５１】
この第６実施形態の変形例では、上記のように、電流ブロック層を、誘電体ブロック層７０と、誘電体ブロック層７０上に形成されたＩｎＧａＮからなる半導体ブロック層７７とを用いて形成することによって、半導体ブロック層７７において光を吸収させることにより横方向の光閉じ込めを行うことができる。これにより、ＡｌＧａＮからなる半導体ブロック層を形成する場合に比べて薄い膜厚の半導体ブロック層７７を形成する場合にも、横方向の光閉じ込めを安定化することができる。なお、第６実施形態の変形例のその他の効果は、第６実施形態と同様である。
【０１５２】
なお、上記第６実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法としては、ＩｎＧａＮからなる半導体ブロック層７７は、第６実施形態のＡｌＧａＮからなる半導体ブロック層７１に比べて低温で成長される。その他の工程は、第６実施形態と同様である。上記のように、ＩｎＧａＮからなる半導体ブロック層７７を、第６実施形態のＡｌＧａＮからなる半導体ブロック層７１に比べて低温で形成することができるので、ｐ型クラッド層５にドープされた不純物（Ｍｇ）が、ＭＱＷ発光層４に拡散するのを防止することができる。その結果、窒化物系半導体レーザ素子の信頼性を向上させることができる。
【０１５３】
（第７実施形態）
図３８は、本発明の第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。図３８を参照して、この第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子は、実屈折率導波型のリッジ型のレーザ素子である。また、上記第１〜第６実施形態では、サファイア基板を用いた例を示したが、この第７実施形態では、導電性を有するＧａＮ基板を用いた例を示す。以下、詳細に説明する。
【０１５４】
第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造としては、ＧａＮ基板８１上に、約４μｍの膜厚を有するＳｉドープＧａＮからなるｎ型コンタクト層８２、約１μｍの膜厚を有するＳｉドープＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層８３、および、ＩｎＧａＮの多重量子井戸構造を有するＭＱＷ発光層８４が形成されている。このＭＱＷ発光層８４は、約８ｎｍの厚みを有する３つのＩｎxＧａ1-xＮ量子井戸層と、約１６ｎｍの厚みを有する４つのＩｎyＧａ1-yＮ量子障壁層とが交互に積層された構造を有する。このＭＱＷ発光層８４において、ｘ＞ｙであり、本実施形態では、ｘ＝０．１３およびｙ＝０．０５を満たすように形成されている。なお、ＭＱＷ発光層８４は、本発明の「発光層」の一例である。
【０１５５】
ＭＱＷ発光層８４上には、約１．５μｍの幅を有する凸部を有するＭｇドープＡｌvＧａ1-vＮ（Ａｌ組成：ｖ＝０．０８）からなるｐ型クラッド層８５が形成されている。このｐ型クラッド層８５の凸部の膜厚は、約０．４μｍであり、凸部以外の平坦部の膜厚は、約０．１μｍである。ｐ型クラッド層８５の凸部の上面上には、約１．５μｍの幅と約０．０１μｍの膜厚とを有するＭｇドープＧａＮからなるｐ型第１コンタクト層８６が形成されている。これらのｐ型クラッド層８５の凸部およびｐ型第１コンタクト層８６によって、約１．５μｍの幅Ｗ１を有する電流通路部（リッジ部）が構成されている。なお、ｐ型クラッド層８５は、本発明の「クラッド層」の一例である。
【０１５６】
また、電流通路部（リッジ部）の側面と、ｐ型クラッド層８５の平坦部の上面上とを覆うように、約５０ｎｍの膜厚を有するＳｉＮからなる誘電体ブロック層８７が形成されている。この誘電体ブロック層８７は、ｐ型クラッド層８５の平坦部の上面上の、電流通路部の近傍に開口部８７ａを有するように形成されている。
【０１５７】
誘電体ブロック層８７の上面上の電流通路部（リッジ部）の近傍には、電流通路部の側部を埋め込むように、約０．２５μｍの膜厚と約７．５μｍの幅Ｗ２とを有するＡｌwＧａ1-wＮ（Ａｌ組成：ｗ＝０．１５）からなる半導体ブロック層８８が形成されている。半導体ブロック層８８は、半導体ブロック層８８と電流通路部との合計幅Ｗ２が約７．５μｍになるように、電流通路部の近傍にのみ形成されている。また、半導体ブロック層８８は、誘電体ブロック層８７に設けられた開口部８７ａを介して、ｐ型クラッド層８５と接触するように形成されている。なお、これらの誘電体ブロック層８７および半導体ブロック層８８によって、電流ブロック層が構成されている。
【０１５８】
そして、誘電体ブロック層８７上には、電流通路部（ｐ型第１コンタクト層８６）の上面上および半導体ブロック層８８を覆うように、約０．０７μｍの膜厚を有するＭｇドープＧａＮからなるｐ型第２コンタクト層８９が形成されている。
【０１５９】
ｐ型第２コンタクト層８９上には、約１ｎｍの膜厚を有するＰｔと、約３ｎｍの膜厚を有するＰｄとからなるｐ側オーミック電極９０が形成されている。ｐ側オーミック電極９０の上面上の一部領域には、約０．１μｍの膜厚を有するＮｉと、約３μｍの膜厚を有するＡｕとからなるｐ側パッド電極９１が形成されている。また、導電性を有するＧａＮ基板８１の裏面には、約１０ｎｍの膜厚を有するＴｉと、約０．１μｍの膜厚を有するＡｌとからなるｎ側オーミック電極９２が形成されている。ｎ側オーミック電極９２の裏面の一部領域には、約０．１μｍの膜厚を有するＮｉと、約３μｍの膜厚を有するＡｕとからなるｎ側パッド電極９３が形成されている。
【０１６０】
第７実施形態では、上記のように、導電性を有するＧａＮ基板８１上に、誘電体ブロック層８７および半導体ブロック層８８からなる電流ブロック層を形成する場合にも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１６１】
図３９〜図４３は、本発明の第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。図３８〜図４３を参照して、以下に、第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法について説明する。
【０１６２】
まず、図３９に示すように、ＧａＮ基板８１上に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、約４μｍの膜厚を有するＳｉドープＧａＮからなるｎ型コンタクト層８２、約１μｍの膜厚を有するＳｉドープＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層８３およびＭＱＷ発光層８４を形成する。そして、ＭＱＷ発光層８４上に、約０．４μｍの膜厚を有するＭｇドープＡｌvＧａ1-vＮ（Ａｌ組成：ｖ＝０．０８）からなるｐ型クラッド層８５、および、約０．０１μｍの膜厚を有するＭｇドープＧａＮからなるｐ型第１コンタクト層８６を順次形成する。その後、プラズマＣＶＤ法を用いて、ｐ型第１コンタクト層８６の上面上の全面を覆うように、約０．２μｍの膜厚を有するＳｉＯ2膜（図示せず）を形成する。その後、フォトリソグラフィー技術と、ＣＦ4をエッチングガスとしたドライエッチングまたはＨＦ系のエッチャントを用いるウェットエッチングとを用いて、そのＳｉＯ2膜をパターニングすることによって、図３９に示されるような、ＳｉＯ2からなるマスク層１０４を形成する。
【０１６３】
その後、図４０に示すように、マスク層１０４をマスクとして、Ｃｌ2からなるエッチングガスを用いて、ＲＩＥ法などのドライエッチングにより、ｐ型第１コンタクト層８６およびｐ型クラッド層８５の一部領域をエッチングする。これにより、ｐ型クラッド層８５の凸状部およびｐ型第１コンタクト層８６からなる約１．５μｍの幅Ｗ１を有する電流通路部（リッジ部）が形成される。その後、マスク層１０４を除去する。
【０１６４】
次に、図４１に示すように、プラズマＣＶＤ法を用いて、ウェハの上面側のほぼ全面を覆うように、約５０ｎｍの膜厚を有するＳｉＮ膜からなる誘電体ブロック層８７を形成した後、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術とを用いて、誘電体ブロック層８７に開口部８７ａを形成する。この開口部８７ａは、電流通路部の近傍に、ｐ型クラッド層８５の平坦部の上面上の一部領域が露出されるように形成する。
【０１６５】
次に、図４２に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、開口部８７ａにおいて露出されたｐ型クラッド層８５の上面上に、電流通路部の側部に形成された誘電体ブロック層８７を覆うように、電流通路部の近傍に、約０．２５μｍの膜厚を有するＡｌwＧａ1-wＮ（Ａｌ組成：ｗ＝０．１５）からなる半導体ブロック層８８を選択成長させる。この半導体ブロック層８８は、半導体ブロック層８８と電流通路部との合計幅Ｗ２が約７．５μｍになるように、電流通路部の近傍にのみ形成する。このような半導体ブロック層８８は、選択成長させる時間を制御することにより、容易に形成可能である。その後、図４３に示すように、フォトリソグラフィー技術と、ＣＦ4をエッチングガスとしたドライエッチングまたはＨＦ系のエッチャントを用いるウェットエッチングとを用いて、電流通路部（ｐ型第１コンタクト層８６）上の誘電体ブロック層８７を除去する。
【０１６６】
次に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、誘電体ブロック層８７上に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、電流通路部（ｐ型第１コンタクト層８６）の上面上および半導体ブロック層８８を覆うように、約０．０７μｍの膜厚を有するＭｇドープＧａＮからなるｐ型第２コンタクト層８９を形成する。
【０１６７】
最後に、図３８に示したように、真空蒸着法を用いて、ｐ型第２コンタクト層８９上に、ｐ側オーミック電極９０およびｐ側パッド電極９１を順次形成する。また、導電性を有するＧａＮ基板８１の裏面に、ｎ側オーミック電極９２およびｎ側パッド電極９３を順次形成する。このようにして、第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子が製造される。
【０１６８】
第７実施形態の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法では、上記のように、選択成長により半導体ブロック層８８を形成することによって、半導体ブロック層８８の結晶性を向上させることができる。また、電流通路部の近傍に設けられた開口部８７ａから選択成長により半導体ブロック層８８を形成することによって、電流通路部の近傍にのみ、半導体ブロック層８８を形成することができる。これにより、半導体ブロック層８８と、ｐ型クラッド層８５との格子定数の差に起因して半導体ブロック層８８に加わる歪みを緩和することができる。
【０１６９】
図４４は、本発明の第７実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。この第７実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子は、第７実施形態の窒化物系半導体レーザ素子と半導体ブロック層の材料のみが異なる、複素屈折率導波型のリッジ型のレーザ素子である。すなわち、この第７実施形態の変形例では、図４４に示すように、電流通路部（リッジ部）の側部およびｐ型クラッド層８５の上面上に形成された誘電体ブロック層８７を覆うように、約０．２５μｍの膜厚と約７．５μｍの幅Ｗ２とを有するＩｎ0.18Ｇａ0.82Ｎからなる半導体ブロック層９８が形成されている。
【０１７０】
この第７実施形態の変形例では、上記のように、電流ブロック層を、誘電体ブロック層８７と、誘電体ブロック層８７上に形成されたＩｎＧａＮからなる半導体ブロック層９８とを用いて形成することによって、半導体ブロック層９８において光を吸収させることにより横方向の光閉じ込めを行うことができる。これにより、ＡｌＧａＮからなる半導体ブロック層を形成する場合に比べて薄い膜厚の半導体ブロック層９８を形成する場合にも、横方向の光閉じ込めを安定化することができる。なお、第７実施形態の変形例のその他の効果は、第７実施形態と同様である。
【０１７１】
なお、上記第７実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法としては、ＩｎＧａＮからなる半導体ブロック層９８は、第７実施形態のＡｌＧａＮからなる半導体ブロック層８８に比べて低温で成長される。その他の工程は、第７実施形態と同様である。上記のように、ＩｎＧａＮからなる半導体ブロック層９８を、第７実施形態のＡｌＧａＮからなる半導体ブロック層８８に比べて低温で形成することができるので、ｐ型クラッド層８５にドープされた不純物（Ｍｇ）が、ＭＱＷ発光層８４に拡散するのを防止することができる。その結果、窒化物系半導体レーザ素子の信頼性を向上させることができる。
【０１７２】
なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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。
【０１７３】
たとえば、上記第１〜第７実施形態では、誘電体ブロック層をの材料として、ＳｉＮを用いたが、本発明はこれに限らず、ＺｒＮまたはＴｉＮなどの他の窒化物や、または、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2またはＴｉＯ2などの酸化物などの材料を用いてもよい。
【０１７４】
また、上記第１〜第７実施形態では、誘電体ブロック層を約５０ｎｍの膜厚を有するように形成したが、本発明はこれに限らず、誘電体ブロック層を約２５０ｎｍ以内の膜厚を有するように形成してもよい。たとえば、誘電体ブロック層を約２５０ｎｍの膜厚を有するように形成する場合には、膜厚を大きくすることによって、窒化物系半導体レーザ素子の温度特性がやや低下するため、高温時の動作電流がやや増加する。
【０１７５】
また、上記第４実施形態では、半導体ブロック層５１を、電流通路部となる開口部を有するように成長したが、本発明はこれに限らず、半導体ブロック層５１を、ｐ型第１クラッド層３０の上面上の電流通路部となる領域に一旦形成した後、ＲＩＥ法などを用いて、半導体ブロック層５１の電流通路部となる部分を除去しても良い。
【０１７６】
以上のように、本発明によれば、横方向の光閉じ込めを安定化することが可能な窒化物系半導体発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７７】
【図１】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図９】本発明の第１実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。
【図１０】本発明の第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。
【図１５】本発明の第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。
【図１６】本発明の第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１７】本発明の第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１８】本発明の第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１９】本発明の第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２０】本発明の第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２１】本発明の第３実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２２】本発明の第３実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。
【図２３】本発明の第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。
【図２４】本発明の第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２５】本発明の第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２６】本発明の第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２７】本発明の第４実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２８】本発明の第４実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。
【図２９】本発明の第５実施形態による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。
【図３０】本発明の第５実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図３１】本発明の第５実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図３２】本発明の第５実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図３３】本発明の第５実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。
【図３４】本発明の第６実施形態による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。
【図３５】本発明の第６実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図３６】本発明の第６実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図３７】本発明の第６実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。
【図３８】本発明の第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。
【図３９】本発明の第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図４０】本発明の第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図４１】本発明の第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図４２】本発明の第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図４３】本発明の第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図４４】本発明の第７実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子を示した斜視図である。
【図４５】従来の窒化物系半導体レーザ素子を示した断面図である。
【符号の説明】
【０１７８】
４、８４  ＭＱＷ発光層（発光層）
５、８５  ｐ型クラッド層（クラッド層）
７、２０、３１、５０、６０、７０、８７  誘電体ブロック層（電流ブロック層）
７ａ、２０ａ、３１ａ、５０ａ、８７ａ  開口部
８、１８、２１、２７、３２、４２、５１、５９、６１、６７、７１、７７、８８、９８  半導体ブロック層（電流ブロック層）
３０  ｐ型第１クラッド層（第１クラッド層）
３３、５２  ｐ型第２クラッド層（第２クラッド層）
【図１】
2005333163.tif 000003
【図２】
2005333163.tif 000004
【図３】
2005333163.tif 000005
【図４】
2005333163.tif 000006
【図５】
2005333163.tif 000007
【図６】
2005333163.tif 000008
【図７】
2005333163.tif 000009
【図８】
2005333163.tif 000010
【図９】
2005333163.tif 000011
【図１０】
2005333163.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2005333163.tif 000016
【図１５】
2005333163.tif 000017
【図１６】
2005333163.tif 000018
【図１７】
2005333163.tif 000019
【図１８】
2005333163.tif 000020
【図１９】
2005333163.tif 000021
【図２０】
2005333163.tif 000022
【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】
2005333163.tif 000039
【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
2005333163.tif 000043
【図４２】
2005333163.tif 000044
【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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