(57)【要約】【課題】接合時の加熱プロセスに起因して電極層が有するオーミック性が劣化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。【解決手段】この青紫色半導体レーザ素子１００（窒化物系半導体発光素子）は、ｎ型ＧａＮ基板１と、ｎ型ＧａＮ基板１の下面上に形成され、非晶質ＳｉからなるＳｉ層３１とＡｌ層３３とを有するオーミック電極層３０と、オーミック電極層３０のｎ型ＧａＮ基板１とは反対側に形成されたＡｕ層４１を有するパッド電極層４０と、オーミック電極層３０とパッド電極層４０との間に形成されたＰｄからなるバリア層３５とを含むｎ側電極２２とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型窒化物系半導体層と、
前記ｎ型窒化物系半導体層の表面上に形成され、Ｓｉからなる第１金属層とＡｌからなる第２金属層とを有するオーミック電極層と、前記オーミック電極層の前記ｎ型窒化物系半導体層とは反対側に形成されたＡｕからなる第３金属層を有するパッド電極層と、前記オーミック電極層と前記パッド電極層との間に形成されたバリア層とを含むｎ側電極とを備える、窒化物系半導体発光素子。
【請求項２】
前記オーミック電極層は、前記Ｓｉからなる第１金属層および前記Ａｌからなる第２金属層に加えて、Ｐｄからなる第４金属層をさらに有し、
前記オーミック電極層は、前記ｎ型窒化物系半導体層の表面に近い側から前記Ｓｉからなる第１金属層、前記Ｐｄからなる第４金属層および前記Ａｌからなる第２金属層がこの順に積層されている、請求項１に記載の窒化物系半導体発光素子。
【請求項３】
前記バリア層の厚みは、前記オーミック電極層の前記Ａｌからなる第２金属層、および、前記パッド電極層の前記Ａｕからなる第３金属層の各々の厚みよりも小さい、請求項１または２に記載の窒化物系半導体発光素子。
【請求項４】
前記バリア層は、ＰｄまたはＰｔからなる第５金属層により構成されている、請求項１〜３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】
前記パッド電極層は、前記Ａｕからなる第３金属層に加えて、Ｔｉからなる第６金属層とＡｕからなる第７金属層とをさらに有し、
前記パッド電極層は、前記バリア層の表面に近い側から前記Ａｕからなる第３金属層、前記Ｔｉからなる第６金属層および前記Ａｕからなる第７金属層がこの順に積層されている、請求項１〜４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】
前記オーミック電極層は、前記ｎ型窒化物系半導体層の表面に接触する前記Ｓｉからなる第１金属層と、前記第１金属層の前記ｎ型窒化物系半導体層とは反対側の表面に接触するＰｄからなる第４金属層と、前記第４金属層の前記第１金属層とは反対側の表面に接触する前記Ａｌからなる第２金属層とによって構成されており、
前記バリア層は、前記第２金属層の前記第４金属層とは反対側の表面に接触するＰｄからなる第５金属層により構成されており、
前記パッド電極層は、前記第５金属層の前記第２金属層とは反対側の表面に接触する前記Ａｕからなる第３金属層と、前記第３金属層の前記第５金属層とは反対側の表面に接触するＴｉからなる第６金属層と、前記第６金属層の前記第３金属層とは反対側の表面に接触するとともに前記ｎ側電極の最表面を形成するＡｕからなる第７金属層とによって構成されている、請求項１〜５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、ｎ型窒化物系半導体層の表面上に形成されたｎ側電極を備える窒化物系半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ｎ型窒化物系半導体層の表面上に形成されたｎ側電極を備える窒化物系半導体発光素子などが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、ｎ型ＧａＮ基板の下面上にｎ側電極が形成された窒化物系半導体レーザ素子が開示されている。この窒化物系半導体レーザ素子におけるｎ側電極は、ｎ型ＧａＮ基板の下面に接触するオーミック電極層と、オーミック電極層の下面上に形成されたパッド電極層とを有している。また、パッド電極層は、オーミック電極層に近い側から順に、非晶質（アモルファス）Ｓｉ層と、Ｔｉ層と、最表面となるＡｕ層とがこの順に積層された構造を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−４３０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、一般的に、Ａｕ−Ｓｎ半田などの融着層を介して半導体レーザ素子のｎ側電極を基台（サブマウント）に接合して半導体レーザ装置を製造する場合がある。この場合、融着層を溶融させるために約２００℃〜約４００℃の加熱プロセスを経て、ｎ側電極は基台に接合される。また、加熱プロセスにおける熱処理温度によっては、溶融した融着層（たとえばＡｕやＳｎなど）がｎ側電極内に拡散することが知られている。したがって、上記特許文献１に開示された窒化物系半導体レーザ素子が有するｎ側電極においても、溶融した融着層がｎ側電極内に拡散すると考えられる。しかしながら、このｎ側電極の層構造では、溶融した融着層の成分（ＡｕやＳｎなど）がパッド電極層内のＡｕ層に拡散し、さらには、パッド電極層内に留まることなくＴｉ層および非晶質Ｓｉ層を越えてオーミック電極層にまで拡散する虞がある。この場合、オーミック電極層を構成する材料組成が変質を起こすことに起因して、オーミック電極層が有するオーミック性が劣化するという問題点がある。オーミック性が劣化した場合、ｎ側電極の抵抗値が上昇を来たす。その結果、窒化物系半導体レーザ素子の動作電圧の上昇につながる。
【０００６】
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、接合時の加熱プロセスに起因して電極層が有するオーミック性が劣化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および発明の効果】
【０００７】
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、ｎ型窒化物系半導体層と、ｎ型窒化物系半導体層の表面上に形成され、Ｓｉからなる第１金属層とＡｌからなる第２金属層とを有するオーミック電極層と、オーミック電極層のｎ型窒化物系半導体層とは反対側に形成されたＡｕからなる第３金属層を有するパッド電極層と、オーミック電極層とパッド電極層との間に形成されたバリア層とを含むｎ側電極とを備える。なお、本発明におけるＳｉからなる第１金属層とは、非晶質（アモルファス）構造を有するＳｉ層を用いて構成された金属層（金属膜）のことを示す。
【０００８】
この発明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、オーミック電極層とＡｕからなる第３金属層を有するパッド電極層との間に形成されたバリア層を含むｎ側電極を備えている。これにより、ｎ側電極を融着層を介して基台（サブマウント）に接合する際、加熱プロセスにより溶融した融着層の成分（ＡｕやＳｎなど）がパッド電極層内に拡散したとしても、オーミック電極層とパッド電極層との間にバリア層が形成されているので、溶融した融着層の成分がバリア層を越えてオーミック電極層にまで拡散することが抑制される。この結果、接合時の加熱プロセスに起因してオーミック電極層が有するオーミック性（電流と電圧とが比例関係を有する特性）が劣化するのを抑制することができる。
【０００９】
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、オーミック電極層は、Ｓｉからなる第１金属層およびＡｌからなる第２金属層に加えて、Ｐｄからなる第４金属層をさらに有し、オーミック電極層は、ｎ型窒化物系半導体層の表面に近い側からＳｉからなる第１金属層、Ｐｄからなる第４金属層およびＡｌからなる第２金属層がこの順に積層されている。このように構成すれば、Ｓｉからなる第１金属層とＡｌからなる第２金属層とを、Ｐｄからなる第４金属層を用いて確実に結び付ける（接合する）ことができる。これにより、オーミック電極層において、第１金属層と第２金属層とが互いに剥れることを抑制することができる。また、第１金属層と第２金属層との導通状態が確実となるので、オーミック電極層の抵抗値が増大することを効果的に抑制することができる。
【００１０】
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、バリア層の厚みは、オーミック電極層のＡｌからなる第２金属層、および、パッド電極層のＡｕからなる第３金属層の各々の厚みよりも小さい。このように構成すれば、バリア層の厚みが小さい分、バリア層の厚み方向の抵抗値を減少させることができる。これにより、バリア層が有するバリア機能を維持しつつ、ｎ側電極内でのオーミック電極層およびパッド電極層に対するバリア層の抵抗の影響を極力抑えることができる。
【００１１】
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、バリア層は、ＰｄまたはＰｔからなる第５金属層により構成されている。このように構成すれば、加熱プロセスに起因してパッド電極層内に拡散した融着層の成分が、ＰｄまたはＰｔからなる第５金属層を越えてオーミック電極層にまで拡散することを効果的に抑制することができる。
【００１２】
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、パッド電極層は、Ａｕからなる第３金属層に加えて、Ｔｉからなる第６金属層とＡｕからなる第７金属層とをさらに有し、パッド電極層は、バリア層の表面に近い側からＡｕからなる第３金属層、Ｔｉからなる第６金属層およびＡｕからなる第７金属層がこの順に積層されている。このように構成すれば、パッド電極層をＡｕなどの単一の金属層（単層）によって構成する場合と異なり、Ａｕからなる第３金属層と第７金属層との間に配置されたＴｉからなる第６金属層によって、第７金属層に拡散した融着層の成分を、第３金属層側に拡散させにくくすることができる。たとえ、融着層の成分が第３金属層に拡散したとしても、拡散量を微量に抑えることができるので、バリア層が有するバリア機能をより有効に作用させることができる。
【００１３】
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、オーミック電極層は、ｎ型窒化物系半導体層の表面に接触するＳｉからなる第１金属層と、第１金属層のｎ型窒化物系半導体層とは反対側の表面に接触するＰｄからなる第４金属層と、第４金属層の第１金属層とは反対側の表面に接触するＡｌからなる第２金属層とによって構成されており、バリア層は、第２金属層の第４金属層とは反対側の表面に接触するＰｄからなる第５金属層により構成されており、パッド電極層は、第５金属層の第２金属層とは反対側の表面に接触するＡｕからなる第３金属層と、第３金属層の第５金属層とは反対側の表面に接触するＴｉからなる第６金属層と、第６金属層の第３金属層とは反対側の表面に接触するとともにｎ側電極の最表面を形成するＡｕからなる第７金属層とによって構成されている。このように構成すれば、第１金属層と第４金属層と第２金属層とによって、オーミック性が確実に維持されるオーミック電極層を構成することができる。また、第３金属層と第６金属層と第７金属層とによって、加熱プロセスに起因して拡散する融着層の成分をオーミック電極層側に拡散させにくいパッド電極層を構成することができる。さらには、オーミック電極層の第２金属層と、パッド電極層の第３金属層とに接触するようにバリア層である第５金属層を形成しているので、融着層の成分をパッド電極層側からオーミック電極層側に確実に拡散させないように構成することができる。この結果、接合時の加熱プロセスに起因してｎ側電極のオーミック性が劣化することが効果的に抑制されるので、動作電圧が上昇しにくい窒化物系半導体発光素子を確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態による青紫色半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による青紫色半導体レーザ素子のｎ側電極の詳細な積層構造を示した断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による青紫色半導体レーザ素子をサブマウント（基台）に接合した場合の構造を示した断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による青紫色半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図５】本発明の効果を確認するために行った実験の結果（実施例）を示した図である。
【図６】本発明の効果を確認するために行った実験の結果（比較例）を示した図である。
【図７】本発明によるｎ側電極を構成するバリア層（Ｐｄ層）およびオーミック電極層を構成するＡｌ層の各々の厚みの範囲を検討した実験の結果（Ｉ−Ｖ特性）を示した図である。
【図８】本発明によるｎ側電極を構成するバリア層（Ｐｄ層）およびオーミック電極層を構成するＡｌ層の各々の厚みの範囲を検討した実験の結果（Ｉ−Ｖ特性）を示した図である。
【図９】本発明によるｎ側電極を構成するバリア層（Ｐｄ層）およびオーミック電極層を構成するＡｌ層の各々の厚みの範囲を検討した実験の結果（Ｉ−Ｖ特性）を示した図である。
【図１０】本発明によるｎ側電極を構成するバリア層（Ｐｄ層）およびオーミック電極層を構成するＡｌ層の各々の厚みの範囲を検討した実験の結果（Ｉ−Ｖ特性）を示した図である。
【図１１】本発明によるｎ側電極を構成するバリア層（Ｐｄ層）およびオーミック電極層を構成するＡｌ層の各々の厚みの範囲を検討した実験の結果（Ｉ−Ｖ特性）を示した図である。
【図１２】本発明によるｎ側電極を構成するバリア層（Ｐｄ層）およびオーミック電極層を構成するＡｌ層の各々の厚みの範囲を検討した実験の結果（Ｉ−Ｖ特性）を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
まず、図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態による青紫色半導体レーザ素子１００の構造について説明する。なお、青紫色半導体レーザ素子１００は、本発明の「窒化物系半導体発光素子」の一例である。
【００１７】
青紫色半導体レーザ素子１００は、図１に示すように、約１００μｍの厚みを有するｎ型ＧａＮ基板１と、ｎ型ＧａＮ基板１の上面（Ｃ２側）上に形成された活性層１２を含む半導体素子層１０とを備えている。半導体素子層１０は、発振波長が約４０５ｎｍ帯を有する窒化物系半導体からなる。また、青紫色半導体レーザ素子１００では、半導体素子層１０の上面（Ｃ２側）上にｐ側パッド電極２１が形成されるとともに、ｎ型ＧａＮ基板１の下面１ａ（Ｃ１側）上にｎ側電極２２が形成されている。なお、ｎ型ＧａＮ基板１は、本発明の「ｎ型窒化物系半導体層」の一例である。また、下面１ａは、本発明の「ｎ型窒化物系半導体層の表面」の一例である。
【００１８】
半導体素子層１０においては、ｎ型ＧａＮ基板１の主表面上に、約２μｍの厚みを有するｎ型ＡｌＧａＮからなるｎ型クラッド層１１が形成されている。ｎ型クラッド層１１の上面上には、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有する活性層１２が形成されている。この活性層１２は、各々が約３０ｎｍの厚みを有するとともにアンドープＧａＩｎＮからなる４つの障壁層（図示せず）と、各々が約７ｎｍの厚みを有するとともにアンドープＧａＩｎＮからなる３つの井戸層（図示せず）とが交互に積層されている。活性層１２の上面上には、約０．５μｍの厚みを有するＭｇドープのｐ型ＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層１３が形成されている。ｐ型クラッド層１３は、共振器の延びる方向（Ａ方向）に沿ってストライプ状（細長状）に延びる約１．５μｍの幅を有する凸部１３ａと、凸部１３ａの幅方向（Ｂ方向）の両側（Ｂ１側およびＢ２側）の約８０ｎｍの厚みを有する平坦部１３ｂとを有している。
【００１９】
また、ｐ型クラッド層１３の凸部１３ａ上には、約３ｎｍの厚みを有するアンドープＧａＩｎＮからなるｐ側コンタクト層１４が形成されている。このｐ側コンタクト層１４とｐ型クラッド層１３の凸部１３ａとによって、約１．５μｍの幅を有してＡ方向にストライプ状に延びるリッジ部３が構成されている。また、リッジ部３により、青紫色半導体レーザ素子１００の光導波路が構成されている。
【００２０】
また、ｐ型クラッド層１３の凸部１３ａの両側面上、平坦部１３ｂの上面上およびｐ側コンタクト層１４の両側面上には、約０．３μｍの厚みを有するＳｉＯ２からなる電流ブロック層２０が形成されている。また、電流ブロック層２０は、リッジ部３の上面（ｐ側オーミック電極１８の上面）を露出するように形成されている。
【００２１】
また、ｐ側コンタクト層１４の上面上には、ｐ側コンタクト層１４に近い側から順に、Ｐｄ層、Ｐｔ層およびＡｕ層からなるｐ側オーミック電極１８が形成されている。ｐ側オーミック電極１８の上面上と電流ブロック層２０の上面上とには、ｐ側オーミック電極１８に近い側から順に、約０．１μｍの厚みを有するＴｉ層と、約０．１μｍの厚みを有するＰｄ層と、約３μｍの厚みを有するＡｕ層とからなるｐ側パッド電極２１が形成されている。また、ｎ型ＧａＮ基板１の下面１ａ上には、ｐ側パッド電極２１と略同じ形状を有するｎ側電極２２が形成されている。
【００２２】
ここで、本実施形態では、図２に示すように、ｎ側電極２２は、ｎ型ＧａＮ基板１に近い側から順に、オーミック電極層３０とバリア層３５とパッド電極層４０とが積層された構造を有している。以下に、各金属層（電極層）の構成および役割について述べる。
【００２３】
オーミック電極層３０は、ｎ型ＧａＮ基板１の下面１ａに近い側から順に、約８ｎｍの厚みを有する非晶質（アモルファス）ＳｉからなるＳｉ層３１と、約６ｎｍの厚みを有するＰｄからなるＰｄ層３２と、約１４ｎｍの厚みを有するＡｌからなるＡｌ層３３とが積層されている。なお、Ｓｉ層３１、Ｐｄ層３２およびＡｌ層３３は、それぞれ、本発明の「第１金属層」、「第４金属層」および「第２金属層」の一例である。
【００２４】
Ｓｉ層３１は、ｎ型ＧａＮ基板１の下面１ａとの界面に接触する層状（膜状）の金属層であり、ｎ側電極２２がｎ型ＧａＮ基板１との良好なオーミック接触を得るために設けられている。また、Ｓｉ層３１は、図３に示すように、ｎ側電極２２の下面２２ａをＡｕ−Ｓｎ半田などからなる融着層５１を介してサブマウント５０の上面５０ａの所定領域に接合する際の加熱プロセスに伴う熱影響から青紫色半導体レーザ素子１００を保護する役割も有している。一方、Ａｌ層３３は、加熱プロセスに起因してＳｉ層３１がｎ型ＧａＮ基板１の下面１ａに沿って厚みを薄くしながら周囲に拡散してＳｉ層３１のオーミック性が損われつつある場合であっても、Ａｌ層３３が有するオーミック性によってオーミック電極層３０がｎ型ＧａＮ基板１との良好なオーミック接触を維持することを目的として設けられている。なお、Ａｌ層３３は、約１１ｎｍ以上約１７ｎｍ以下の範囲の厚みを有していればよい。
【００２５】
Ｐｄ層３２は、Ｓｉ層３１とＡｌ層３３とを確実に接合するために設けられている。また、加熱プロセスの際に層状（膜状）のＳｉ層３１が厚みを薄くしながら周囲に拡散しつつある場合であっても、Ｐｄ層３２は、微視的に見て、その一部が、層状態（膜状態）が部分的に途切れたＳｉ層３１の隙間部分からｎ型ＧａＮ基板１の下面１ａに到達することにより、ｎ型ＧａＮ基板１と部分的に接触する性質を有している。つまり、Ｐｄ層３２は、Ｓｉ層３１を覆いながらＰｄ層３２の一部がｎ型ＧａＮ基板１の下面１ａに接合することも可能であるので、Ｐｄ層３２は、厚みの薄いＳｉ層３１とｎ型ＧａＮ基板１の下面１ａとの接合状態を維持する役割を有している。
【００２６】
また、本実施形態では、Ｐｄ層３２は、約６ｎｍの非常に小さい厚みを有している。ここで、Ｐｄ層３２は、厚みの増加とともに反射率が増加する性質を有する。たとえば、Ｐｄ層３２が、本実施形態とは異なり数十ｎｍ以上数百ｎｍ以下の厚みを有して厚膜状態で形成された場合、活性層１２により発せられた光がｎ型クラッド層１１、ｎ型ＧａＮ基板１およびアモルファスのＳｉ層３１を順次透過してＰｄ層３２に達した際に、Ｓｉ層３１とＰｄ層３２との界面で反射した反射光が再びＳｉ層３１に照射される状況が生じる。ここで、真空蒸着法などの形成方法により形成されたＳｉ層３１は、Ｐｄ層３２と接する側の界面がダングリングボンドを有する状態（他の原子と結合しない未結合手を有する状態）となっている。また、このダングリングボンドは、強い光の照射作用に伴って増加する（欠陥密度が増加する）性質を有しており、ダングリングボンドの増加が、Ｓｉ層３１の導電率（電気伝導度）の低下をもたらすことが知られている。したがって、Ｐｄ層３２の厚みを極力小さく（薄く）形成することによって、Ｐｄ層３２の反射率が低減されるのでダングリングボンドは増加しにくい。このような理由から、Ｐｄ層３２の厚みを薄くして、オーミック電極層３０におけるＳｉ層３１の導電率が低下しにくいように構成されている。
【００２７】
また、図２に示すように、バリア層３５はＰｄからなる金属層であり、約１．５ｎｍの厚みを有している。バリア層３５は、オーミック電極層３０とパッド電極層４０とを層構造レベルで確実に分離するために設けられている。つまり、青紫色半導体レーザ素子１００をサブマウント５０（図３参照）の上面５０ａに接合する加熱プロセス時に、溶融した融着層５１（図３参照）に含まれる金属成分（ＡｕやＳｎなど）が、後述するＡｕを主体とするパッド電極層４０を介してオーミック電極層３０側に拡散することが防止されるかまたは抑制されるように構成されている。本実施形態では、Ｐｄからなるバリア層３５によって、オーミック電極層３０が有するオーミック性が維持されている。なお、Ｐｄからなるバリア層３５は、約０．１ｎｍ以上約１．５ｎｍ以下の範囲の厚みを有していればよい。したがって、Ｐｄからなるバリア層３５の厚み（約１．５ｎｍ）は、オーミック電極層３０のＡｌ層３３の厚み（約１４ｎｍ）よりも小さい。なお、Ｐｄからなるバリア層３５は、本発明の「第５金属層」の一例である。なお、図２においてはｎ側電極２２を構成する各金属層の厚みをより忠実に図示しているが、図１および図３においては、図示の都合上、ｎ側電極２２の大まかな構成のみが把握できるように各金属電極層を図示している。
【００２８】
また、図２に示すように、パッド電極層４０は、バリア層３５の下面３５ａに近い側から順に、約１７ｎｍの厚みを有するＡｕからなるＡｕ層４１と、約２３ｎｍの厚みを有するＴｉからなるＴｉ層４２と、約３００ｎｍの厚みを有するＡｕからなるＡｕ層４３とが積層されている。したがって、バリア層３５の厚み（約１．５ｎｍ）は、パッド電極層４０のＡｕ層４１の厚み（約１７ｎｍ）よりも小さい。また、Ｔｉ層４２は、パッド電極層４０の最表層となるＡｕ層４３と融着層５１（図３参照）とが所定の熱処理温度の条件下で接触する際に、融着層５１に含まれる金属成分（ＡｕやＳｎなど）がＡｕ層４３に拡散した後にオーミック電極層３０と接触するＡｕ層４１にまで到達することを抑制するために設けられている。したがって、Ｔｉ層４２も、バリア機能を有する金属層である。また、最表層のＡｕ層４３は、サブマウント５０への接合時に融着層５１に含まれる金属成分との共晶反応を図る目的で形成されており、約３００ｎｍ以上約１μｍ以下の範囲の厚みを有していてもよい。なお、下面３５ａは、本発明の「バリア層の表面」の一例である。また、Ａｕ層４１、Ｔｉ層４２およびＡｕ層４３は、それぞれ、本発明の「第３金属層」、「第６金属層」および「第７金属層」の一例である。
【００２９】
このように、本実施形態では、ｎ型ＧａＮ基板１の下面１ａからｎ側電極２２の下面２２ａに向かって、オーミック電極層３０としてのＳｉ層３１、Ｐｄ層３２およびＡｌ層３３、Ｐｄからなるバリア層３５、および、パッド電極層４０としてのＡｕ層４１、Ｔｉ層４２およびＡｕ層４３がこの順に積層されるとともに、各々の金属電極層が互いに接触した状態でｎ側電極２２が構成されている。なお、下面２２ａは、本発明の「ｎ側電極の最表面」の一例である。
【００３０】
また、青紫色半導体レーザ素子１００は、図１に示すように、共振器の延びる方向（Ａ方向）の両端部に、ｎ型ＧａＮ基板１の主表面（上面）に対して略垂直な一対の共振器端面１００ａが形成されている。一対の共振器端面１００ａには、製造プロセスにおける端面コート処理により、ＡｌＮ膜やＡｌ２Ｏ３膜などからなる誘電体多層膜（図示せず）が形成されている。ここで、誘電体多層膜は、ＧａＮ，ＡｌＮ、ＢＮ，Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、ＳｉＮ、ＡｌＯＮおよびＭｇＦ２や、これらの混成比の異なる材料であるＴｉ３Ｏ５やＮｂ２Ｏ３などからなる多層膜を用いることができる。このようにして、青紫色半導体レーザ素子１００が構成されている。
【００３１】
次に、図１、図２および図４を参照して、本発明の一実施形態による青紫色半導体レーザ素子１００の製造プロセスについて説明する。
【００３２】
まず、図４に示すように、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１の上面（Ｃ２側）上に、ｎ型クラッド層１１、活性層１２、ｐ型クラッド層１３、ｐ側コンタクト層１４およびｐ側オーミック電極１８を順次積層する。その後、フォトリソグラフィを用いてｐ側オーミック電極１８の上面上にマスク（図示せず）をパターニングした後、マスクから露出するｐ側オーミック電極１８と下部のｐ側コンタクト層１４およびｐ型クラッド層１３の一部の領域をエッチングすることによりリッジ部３を形成する。その後、リッジ部３上に残されたマスクを除去する。
【００３３】
その後、プラズマＣＶＤ法または真空蒸着法などを用いて、ｐ型クラッド層１３の凸部１３ａ以外の平坦部１３ｂの上面上、ｐ側オーミック電極１８の上面上、および、リッジ部３の両側面を連続的に覆うように電流ブロック層２０を形成する。その後、真空蒸着法およびリフトオフ法を用いて、電流ブロック層２０上および電流ブロック層２０が形成されていないｐ側オーミック電極１８上に、ｐ側パッド電極２１を形成する。
【００３４】
この後、図４に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１が所定の厚みを有するようにｎ型ＧａＮ基板１の下面１ａ側を研磨し、研磨によるダメージ層をドライエッチングにより除去した後、真空蒸着法およびリフトオフ法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１の下面１ａ（Ｃ１側）上にｎ型ＧａＮ基板１に接触するようにｎ側電極２２を形成する。
【００３５】
ここで、本実施形態の製造プロセスでは、まず、図２に示すように、約３０℃に保持された真空中において、真空蒸着法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１の下面１ａ上に約８ｎｍの厚みを有するＳｉ層３１を蒸着する。Ｓｉ層３１は、真空蒸着法により形成されるので、非晶質（アモルファス）Ｓｉとして成膜される。その後、Ｓｉ層３１を覆うように、約６ｎｍの厚みを有するＰｄ層３２を蒸着する。その後、Ｐｄ層３２を覆うように、約１４ｎｍの厚みを有するＡｌ層３３を蒸着する。このようにしてオーミック電極層３０を形成する。
【００３６】
その後、真空蒸着法を用いて、オーミック電極層３０の下面上に、約１．５ｎｍの厚みを有するＰｄからなるバリア層３５を形成する。その後、バリア層３５の下面３５ａ上に、約１７ｎｍの厚みを有するＡｕ層４１と、約２３ｎｍの厚みを有するＴｉ層４２と、約３００ｎｍの厚みを有するＡｕ層４３とをこの順に蒸着してパッド電極層４０を形成する。これにより、オーミック電極層３０の下面上に、バリア層３５とパッド電極層４０とが積層されたｎ側電極２２が形成される。このようにして、図４に示したウェハ状態の青紫色半導体レーザ素子１００が形成される。
【００３７】
その後、所定の共振器長を有するようにウェハをＢ方向に沿ってバー状に劈開する。さらに、図４に示すように、二点鎖線１９５で示した位置で共振器の延びる方向（Ａ方向（図１参照））に沿って素子分割（チップ化）を行う。このようにして、青紫色半導体レーザ素子１００のチップ（図１参照）が形成される。
【００３８】
本実施形態では、上記のように、ｎ側電極２２において、オーミック電極層３０とパッド電極層４０との間に、Ｐｄからなるバリア層３５が形成されている。これにより、青紫色半導体レーザ素子１００において、ｎ側電極２２を融着層５１を介してサブマウント５０に接合する際、加熱プロセスにより溶融したＡｕやＳｎなどの融着層５１の成分がパッド電極層４０内に拡散したとしても、オーミック電極層３０とパッド電極層４０との間にバリア層３５が形成されているので、溶融した融着層５１の成分がバリア層３５を越えてオーミック電極層３０にまで拡散することが抑制される。この結果、接合時の加熱プロセスに起因してオーミック電極層３０が有するオーミック性が劣化するのを抑制することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、オーミック電極層３０は、ｎ型ＧａＮ基板１の下面１ａに近い側から非晶質ＳｉからなるＳｉ層３１、Ｐｄ層３２およびＡｌ層３３がこの順に積層されている。これにより、Ｓｉ層３１とＡｌ層３３とを、Ｐｄ層３２を用いて確実に結び付ける（接合する）ことができる。これにより、オーミック電極層３０において、Ｓｉ層３１とＡｌ層３３とが互いに剥れることを抑制することができる。また、Ｓｉ層３１とＡｌ層３３との導通状態が確実となるので、オーミック電極層３０の抵抗値が増大することを効果的に抑制することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、バリア層３５の厚み（約１．５ｎｍ）は、オーミック電極層３０のＡｌ層３３の厚み（約１４ｎｍ）、および、パッド電極層４０のＡｕ層４１の厚み（約１７ｎｍ）よりも小さい。これにより、バリア層３５の厚みが小さい分、バリア層３５の厚み方向の抵抗値を減少させることができる。したがって、バリア層３５が有するバリア機能を維持しつつ、ｎ側電極２２内でのオーミック電極層３０およびパッド電極層４０に対するバリア層３５の抵抗の影響を極力抑えることができる。
【００４１】
また、本実施形態では、バリア層３５は、Ｐｄからなる金属層により構成されている。これにより、加熱プロセスに起因してパッド電極層４０内に拡散した融着層５１の成分が、Ｐｄからなるバリア層３５を越えてオーミック電極層３０にまで拡散することを効果的に抑制することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、パッド電極層４０は、バリア層３５の下面３５ａに近い側からＡｕ層４１、Ｔｉ層４２およびＡｕ層４３がこの順に積層されている。これにより、パッド電極層４０をＡｕなどの単一の金属層（単層）によって構成する場合と異なり、Ａｕ層４１とＡｕ層４３との間に配置されたＴｉ層４２によって、Ａｕ層４３に拡散した融着層５１の成分を、Ａｕ層４１側に拡散させにくくすることができる。たとえ、融着層５１の成分がＡｕ層４１に拡散したとしても、拡散量を微量に抑えることができるので、バリア層３５が有するバリア機能をより有効に作用させることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、ｎ型ＧａＮ基板１の下面１ａからｎ側電極２２の下面２２ａ（最表面）に向かって、オーミック電極層３０としてのＳｉ層３１、Ｐｄ層３２およびＡｌ層３３、Ｐｄからなるバリア層３５、および、パッド電極層４０としてのＡｕ層４１、Ｔｉ層４２およびＡｕ層４３をこの順に積層するとともに、各々の金属層を互いに接触させた状態でｎ側電極２２を構成している。つまり、Ｓｉ層３１、Ｐｄ層３２およびＡｌ層３３によってオーミック性が確実に維持されるオーミック電極層３０を構成し、Ａｕ層４１、Ｔｉ層４２およびＡｕ層４３によって加熱プロセスに起因して拡散する融着層５１の成分をオーミック電極層３０側に拡散させにくいパッド電極層４０を構成している。そして、Ａｌ層３３とＡｕ層４１とに接触するバリア層３５を設けているので、融着層５１の成分をパッド電極層４０側からオーミック電極層３０側に確実に拡散させないように構成している。これにより、ｎ側電極２２のオーミック性が劣化することが効果的に抑制されるので、動作電圧が上昇しにくい青紫色半導体レーザ素子１００を確実に得ることができる。
【００４４】
次に、図１、図２、図５および図６を参照して、上記した実施形態の効果を確認するために行った比較例との対比による実験１について説明する。この実験１では、上記した実施形態に対応する実施例としてのｎ側電極２２（図１参照）を作製するとともに、実施例に対する比較例としてのｎ側電極を作製して、それぞれのｎ側電極が有するオーミック性を調べた。なお、実験１については、ｎ側電極が本発明の「オーミック電極層」と「パッド電極層」との間に「バリア層」が設けられている構成を前提としており、その上で、本発明の「オーミック電極層」を複数の金属層を積層した多層構造（３層構造）で構成した場合に、加熱プロセスにおける熱処理温度が、多層構造を有する「オーミック電極層」のオーミック性にどの程度影響するのかを検証した。そして、得られた実験結果に基づいて、本発明のｎ側電極の評価を行った。以下に示す実施例および比較例におけるｎ側電極では、共に、「バリア層」を形成した状態で、「オーミック電極層」の層構造を異ならせた試料を作製した。
【００４５】
まず、上記した実施形態に対応する実施例としてのｎ側電極２２の形成については、図２に示すように、予め表面研磨およびエッチング処理を行うことにより表面が清浄化されたｎ型ＧａＮ基板１を準備した。そして、まず、真空蒸着法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１の上面上に、アモルファスＳｉからなるＳｉ層３１、Ｐｄ層３２およびＡｌ層３３をこの順に積層して３層構造のオーミック電極層３０を形成した。各層の厚みは、ｎ型ＧａＮ基板の上面に近い側から順に、８ｎｍ（Ｓｉ層３１）／６ｎｍ（Ｐｄ層３２）／１４ｎｍ（Ａｌ層３３）とした。その後、オーミック電極層３０の上面上に、約１．５ｎｍの厚みを有するＰｄからなるバリア層３５を形成した。そして、バリア層３５の上面上に、Ａｕ層４１、Ｔｉ層４２およびＡｕ層４３をこの順に積層して３層構造を有するパッド電極層４０を形成した。各層の厚みは、バリア層３５の上面に近い側から順に、１７ｎｍ（Ａｕ層４１）／２３ｎｍ（Ｔｉ層４２）／３００ｎｍ（Ａｕ層４３）とした。なお、実験１のために、合計５サンプル（サンプルＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４およびＡ５）のｎ側電極２２を用意した。
【００４６】
また、上記実施例に対する比較例としてのｎ側電極の形成については、ｎ型ＧａＮ基板の上面上に、Ａｌ層のみからなる単層のオーミック電極層、Ｐｄ層からなるバリア層およびＡｕ層のみからなる単層のパッド電極層をこの順に積層して３層構造を有するｎ側電極を形成した。ここで、各層の厚みは、ｎ型ＧａＮ基板に近い側から順に、６ｎｍ（Ａｌ層）／１０ｎｍ（Ｐｄ層）／６００ｎｍ（Ａｕ層）とした。ここで、オーミック電極層をＡｌの単層としているため、バリア層の厚みを、実施例（１．５ｎｍ）よりもはるかに厚い１０ｎｍとして構成した。また、比較例としてのｎ側電極についても、合計５サンプル（サンプルＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４およびＢ５）を用意した。
【００４７】
そして、上記実施例および比較例として作製したｎ側電極を用いて、電極作製後に加えられた熱処理温度毎の電極の電流−電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）を調べた。具体的には、サンプルＡ１およびＢ１に対して１００℃での熱処理（加熱処理）を１０分間行い、サンプルＡ２およびＢ２には２００℃での熱処理を１０分間行い、サンプルＡ３およびＢ３には２５０℃での熱処理を１０分間行った。同様に、サンプルＡ４およびＢ４には３００℃での熱処理を１０分間行い、サンプルＡ５およびＢ５には４００℃での熱処理を１０分間行った。そして、加熱処理後の各々のサンプルについて、Ｉ−Ｖ特性を調べた。なお、電流−電圧特性は、半導体特性測定器の１つである半導体パラメータアナライザ（電気特性評価装置）を用いて測定した。
【００４８】
この結果、図６に示すように、比較例では、電極形成後のｎ側電極に対して１００℃での熱処理（加熱処理）を１０分間行ったサンプルＢ１では、オーミック性を有するＩ−Ｖ特性が得られた。一方、２００℃および２５０℃での熱処理を１０分間行ったサンプルＢ２およびＢ３では、Ｉ−Ｖ特性は非オーミック性を有していた。また、３００℃および４００℃での熱処理を１０分間行ったサンプルＢ４およびＢ５では、電圧を印加してもｎ側電極に電流がほとんど流れないことが確認された（３００℃でのＩ−Ｖ特性と４００℃でのＩ−Ｖ特性とは、グラフがほぼ重なっている）。この結果から、比較例によるｎ側電極では、熱処理温度を上昇させることに伴って、ｎ側電極が有するオーミック性が劣化したり、ｎ側電極の抵抗値が顕著に増大したりすることが確認された。つまり、オーミック電極層を単層（Ａｌ層）により構成している場合には、ｎ側電極が加熱プロセスの影響（熱影響）を大きく受けることが判明した。したがって、比較例におけるｎ側電極を用いて半導体レーザ素子を構成したとしても、バリア層の厚みを１０ｎｍに設定してパッド電極層（Ａｕ層）側から融着層の拡散を防止または抑制できる一方、加熱プロセスの熱影響に起因してオーミック電極層が劣化してしまうと考えられる。
【００４９】
これに対して、上記実施例によるｎ側電極２２では、図５に示すように、サンプルＡ１〜Ａ５を通して見た場合、２００℃の温度条件（サンプルＡ２）では、Ｉ−Ｖ特性が一時的にオーミック性（直線性）を呈さない傾向を示したものの、他の１００℃、２５０℃、３００℃および４００℃の各温度条件（サンプルＡ１、Ａ３、Ａ４およびＡ５）では、オーミック性を有するＩ−Ｖ特性が得られた。また、１００℃、２５０℃、３００℃および４００℃の各熱処理温度におけるＩ−Ｖ特性は、各々のグラフの傾き（抵抗値Ｒ＝Ｖ／Ｉ）に多少のばらつきを有するものの総じて同じようなＩ−Ｖ特性を有していた。つまり、オーミック電極層３０を多層構造（Ｓｉ層／Ｐｄ層／Ａｌ層）として構成した場合には、熱処理温度が上昇したとしても、オーミック性が劣化せず、オーミック電極層３０が加熱プロセスの熱影響を受けにくい特徴を備えていることが判明した。
【００５０】
このような特徴を有する背景としては、加熱プロセスを経ても、Ｐｄ層３２によってＳｉ層３１とＡｌ層３３とが確実に接合されているので、共にオーミック性を有するＳｉ層３１とＡｌ層３３とが互いに剥れることなく導通されていたことが一つの要因として考えられる。また、Ｐｄからなるバリア層３５を設けたことにより、加熱プロセスに起因してパッド電極層４０のＡｕ層４１の金属成分が、オーミック電極層３０側に拡散することが抑制または防止されたことも他の要因として考えられる。したがって、実施例におけるｎ側電極２２を用いて半導体レーザ素子を構成した場合、ｎ側電極２２の形成時の温度よりも高い温度条件下で半導体レーザ素子などに所定の製造プロセスを施した場合（たとえば、Ａｕ−Ｓｎ半田などを用いたダイボンド（熱圧着）や、フォトリソグラフィ技術におけるベーキング工程などの約２００℃〜約３００℃での加熱処理工程や、パッド電極層４０へのワイヤボンディング工程など）であっても、ｎ側電極２２のオーミック性が維持された半導体レーザ素子を形成することが可能であると考えられる。
【００５１】
次に、図２および図７〜図１２を参照して、上記実施例によるｎ側電極２２のバリア層３５を構成するＰｄ層の厚みの範囲（最適値）を調べるために行った実験２と、上記実施例によるｎ側電極２２のオーミック電極層３０を構成するＡｌ層３３の厚みの範囲（最適値）を調べるために行った実験３とについて説明する。なお、図７〜図１２には、実験２および３の結果を同じグラフ上にプロットして示している。
【００５２】
まず、実験２では、上記実施例によるｎ側電極２２におけるバリア層３５（図２参照）の厚みを変化させた場合の、熱処理温度毎の電極の電流−電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）を調べた。具体的には、Ｐｄ層の厚みが上記実施例で示した１．５ｎｍの場合（実験上の基準値）のｎ側電極２２（サンプルＡ０〜Ａ５の計６サンプル）に加えて、３ｎｍの場合におけるｎ側電極（サンプルＣ０〜Ｃ５の計６サンプル）を作製した。そして、サンプルＡ０およびＣ０には熱処理を行わない一方、サンプルＡ１およびＣ１には１００℃、サンプルＡ２およびＣ２には２００℃、サンプルＡ３およびＣ３には２５０℃、サンプルＡ４およびＣ４には３００℃、サンプルＡ５およびＣ５には４００℃での熱処理を１０分間行い、各々のサンプルについてＩ−Ｖ特性を調べた。なお、ｎ側電極を構成する他のオーミック電極層３０（Ｓｉ層、Ｐｄ層およびＡｌ層）およびパッド電極層４０（Ａｕ層／Ｔｉ層／Ａｕ層）の各層の厚みについては、実験１で用いた実施例と同じ厚みに形成した。
【００５３】
また、実験３では、上記実施例によるｎ側電極２２におけるオーミック電極層３０（図２参照）のうちのＡｌ層３３の厚みを変化させた場合の、熱処理温度毎の電極の電流−電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）を調べた。具体的には、Ａｌ層３３の厚みが上記実施例で示した１４ｎｍの場合（実験上の基準値）のｎ側電極２２（サンプルＡ０〜Ａ５の計６サンプル）に加えて、１１ｎｍの場合（サンプルＤ０〜Ｄ５の計６サンプル）および１７ｎｍの場合（サンプルＥ０〜Ｅ５の計６サンプル）におけるｎ側電極（オーミック電極層）をそれぞれ作製した。そして、サンプルＡ０、Ｄ０およびＥ０には熱処理を行わない一方、サンプルＡ１、Ｄ１およびＥ１には１００℃、サンプルＡ２、Ｄ２およびＥ２には２００℃、サンプルＡ３、Ｄ３およびＥ３には２５０℃、サンプルＡ４、Ｄ４およびＥ４には３００℃、サンプルＡ５、Ｄ５およびＥ５には４００℃での熱処理を１０分間行い、各々のサンプルについてＩ−Ｖ特性を調べた。なお、ｎ側電極を構成する他のオーミック電極層３０（Ｓｉ層３１およびＰｄ層３２）およびパッド電極層４０（Ａｕ層４１／Ｔｉ層４２／Ａｕ層４３）の各層の厚みについては、実験１で用いた実施例と同じ厚みに形成した。
【００５４】
まず、上記実験２では、図７〜図１２に示す結果から明らかなように、熱処理温度が２００℃の場合を除く他の条件（電極形成直後、１００℃加熱後、２５０℃加熱後、３００℃加熱後および４００℃加熱後）において、バリア層３５（Ｐｄ層）の厚みが３ｎｍの場合（サンプルＣ０、Ｃ１、Ｃ３、Ｃ４およびＣ５）よりも１．５ｎｍの場合（サンプルＡ０、Ａ１、Ａ３、Ａ４およびＡ５）の方が良好なＩ−Ｖ特性を有していることが判明した。２００℃を除く各温度条件でグラフの傾き（抵抗値Ｒ＝Ｖ／Ｉ）から判断して、バリア層３５の厚みが小さい方が、ｎ側電極の抵抗値（コンタクト抵抗）が低いことが分かった。この結果から、バリア層３５の厚みとしては、バリア機能を維持することが可能であればなるべく小さい厚みに設定することが好ましいと考えられる。この場合、少なくとも上記実施例で示した１．５ｎｍであるのが好ましく、また、１．５ｎｍ以下でもバリア層として有用であるとの結論に達した。
【００５５】
また、上記実験３では、図７〜図１２に示す結果から明らかなように、熱処理温度が２００℃の場合を除く他の条件（電極形成直後、１００℃加熱後、２５０℃加熱後、３００℃加熱後および４００℃加熱後）において、オーミック電極層３０を構成するＡｌ層３３の厚みは、実施例で示した１４ｎｍの場合（サンプルＡ群）を基準にして、１１ｎｍの場合（サンプルＤ群）または１７ｎｍの場合（サンプルＥ群）の少なくともいずれか一方は、１４ｎｍの場合（基準値）よりも良好なＩ−Ｖ特性（抵抗値が低い）を有していることが判明した。つまり、Ａｌ層３３が約１１ｎｍ以上約１７ｎｍ以下の範囲の厚みを有して形成される場合には、オーミック電極層３０のオーミック性が損われないことが分かった。
【００５６】
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。
【００５７】
たとえば、上記実施形態では、本発明の「窒化物系半導体発光素子」を青紫色半導体レーザ素子１００に適用した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、本発明の「窒化物系半導体発光素子」をｎ側電極を備えたＬＥＤなどの半導体発光素子にも適用することが可能である。
【００５８】
また、上記実施形態では、オーミック電極層３０としてのＳｉ層３１（第１金属層）、Ｐｄ層３２（第４金属層の一例）およびＡｌ層３３（第２金属層）、Ｐｄからなるバリア層３５（第５金属層）、および、パッド電極層４０としてのＡｕ層４１（第３金属層）、Ｔｉ層４２（第６金属層の一例）およびＡｕ層４３（第７金属層の一例）をこの順に積層してｎ側電極２２を構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、Ｓｉ層３１およびＡｌ層３３と、Ｐｄ層３２以外の第４金属層とによってオーミック電極層を構成してもよい。また、Ａｕ層４１と、Ｔｉ層４２以外の第６金属層と、Ａｕ層４３以外の第７金属層とによってパッド電極層を構成してもよい。また、バリア層を構成する第５金属層として、Ｐｄ以外の金属としてたとえばＰｔなどからなる第５金属層を用いてバリア層を構成してもよい。バリア層にＰｔなどを用いてもＰｄ層（バリア層３５）と同様のバリア機能が得られる。
【００５９】
また、上記実施形態では、ｎ型ＧａＮ基板１の下面１ａ上にｎ側電極２２を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ｎ型ＧａＮ基板１上に半導体素子層１０を形成して窒化物系半導体レーザ素子のウェハを形成した後、ウェハのｐ側パッド電極２１側を接合面としてＧｅなどからなる支持基板に接合してもよい。そして、ウェハからｎ型ＧａＮ基板１を除去して露出されたｎ型クラッド層１１の下面上に、本発明の「ｎ側電極」を形成して窒化物系半導体レーザ素子を構成してもよい。なお、ｎ型クラッド層１１は、本発明の「ｎ型窒化物系半導体層」の一例である。
【００６０】
また、上記実施形態では、ｎ型ＧａＮ基板１の下面１ａ上にｐ側パッド電極２１と略同じ形状を有するｎ側電極２２を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。下面１ａ上の一部の領域または略全面を覆うようにｎ側電極２２をパターニング形成してもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、半導体素子層１０に上方に突出するリッジ部３を形成して青紫色半導体レーザ素子１００を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。リッジ部をＳｉＯ２またはＡｌＧａＮなどからなる電流ブロック層で埋め込んだ屈折率分布導波型のリッジ導波構造を有する窒化物系半導体レーザ素子を形成してもよい。あるいは、平坦な上部クラッド層上にストライプ状の開口部を有する電流ブロック層を形成して電流通路部を設けた利得導波型の窒化物系半導体レーザ素子を形成してもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、半導体素子層１０を、ＡｌＧａＮやＩｎＧａＮなどの窒化物系半導体層により形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、半導体素子層１０を、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＢＮ、ＴｌＮおよびこれらの混晶からなるウルツ鉱構造の窒化物系半導体層により形成してもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、ＳｉＯ２を用いて電流ブロック層２０を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ＳｉＮなどの他の絶縁性材料や、ＡｌＩｎＰやＡｌＧａＮなどの半導体材料を用いて電流ブロック層を形成してもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、本発明の「窒化物系半導体発光素子」を青紫色半導体レーザ素子１００に適用した例について示したが、本発明はこれに限られない。ｎ型ＧａＮ基板１上に、青紫色半導体レーザ素子以外の、たとえば、青色半導体レーザ素子や緑色半導体レーザ素子を形成してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１  ｎ型ＧａＮ基板（ｎ型窒化物系半導体層）
１ａ  下面（ｎ型窒化物系半導体層の表面）
１１  ｎ型クラッド層（ｎ型窒化物系半導体層）
２２  ｎ側電極
２２ａ  下面（ｎ側電極の最表面）
３０  オーミック電極層
３１  Ｓｉ層（第１金属層）
３２  Ｐｄ層（第４金属層）
３３  Ａｌ層（第２金属層）
３５  バリア層（第５金属層）
３５ａ  下面（バリア層の表面）
４０  パッド電極層
４１  Ａｕ層（第３金属層）
４２  Ｔｉ層（第６金属層）
４３  Ａｕ層（第７金属層）
１００  青紫色半導体レーザ素子（窒化物系半導体発光素子）
【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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