(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性層とキャップ層との間に応力集中抑制層を有し、
前記活性層が多重量子井戸構造を有し、そのバリア層がＧａ1-y1Ｉｎy1Ｎ（１＞ｙ１ ＞０）からなり、
前記キャップ層がＡｌx1Ｇａ1-x1Ｎ（１＞ｘ１＞０）からなり、かつ、
前記応力集中抑制層がＡｌxＧａ1-x-yＩｎyＮ（１＞ｘ＞０，１＞ｙ＞０，１＞ｘ＋ ｙ＞０）からなり、その組成が前記活性層の前記バリア層側から前記キャップ層側に向  かって傾斜している
ことを特徴とする窒化物半導体レーザ。
【請求項２】
前記応力集中抑制層が、前記活性層と前記キャップ層とのバンドギャップの変化を緩和する機能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レーザ。
【請求項３】
前記応力集中抑制層が、前記活性層側では前記活性層の前記バリア層と同一の組成を有し、前記キャップ層側では前記キャップ層と同一の組成を有していることを特徴とする、請求項１に記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項４】
前記応力集中抑制層を構成するＡｌxＧａ1-x-yＩｎyＮ（１＞ｘ＞０，１＞ｙ＞０，１＞ｘ＋ｙ＞０）のＡｌとＩｎの原子組成比（ｘ，ｙ）が、前記活性層の前記バリア層側から前記キャップ層側に向って、（０，ｙ１）（ｙ１は前記バリア層を構成するＧａ1-y1Ｉｎy1ＮにおけるＩｎの原子組成比を示し、１＞ｙ１＞０である。）から（ｘ１，０）（ｘ１は前記キャップ層を構成するＡｌx1Ｇａ1-x1ＮにおけるＡｌの原子組成比を示し、１＞ｘ１＞０である。）に傾斜していることを特徴とする、請求項１に記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項５】
前記活性層の前記応力集中抑制層と反対側にｎ側クラッド層を有し、前記キャップ層の前記応力集中抑制層と反対側にｐ側クラッド層を有し、かつ、前記活性層のバンドギャップが前記ｎ側およびｐ側クラッド層のバンドギャップより小であり、前記キャップ層のバンドギャップが前記ｐ側クラッド層のバンドギャップよりも大であることを特徴とする、請求項２に記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項６】
前記ｎ側クラッド層が、Ｓｉをｎ型不純物として含有するｎ型ＡｌＧａＮ混晶からなり、前記ｐ側クラッド層が、Ｍｇをｐ型不純物として含有するｐ型ＡｌＧａＮ混晶からなることを特徴とする、請求項５に記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項７】
さらに、前記活性層と前記ｎ側クラッド層との間にｎ側光ガイド層が設けられ、前記ｐ側クラッド層と前記キャップ層との間にｐ側光ガイド層が設けられていることを特徴とする、請求項５に記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項８】
前記ｎ側光ガイド層が、Ｓｉをｎ型不純物として含有するｎ型ＧａＮからなり、前記ｐ側光ガイド層が、Ｍｇをｐ型不純物として含有するｐ型ＧａＮからなることを特徴とする、請求項７に記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項９】
さらに、前記ｎ側クラッド層の前記ｎ側光ガイド層と反対側にｎ側コンタクト層が設けられ、前記ｐ側クラッド層の前記ｐ側光ガイド層と反対側にｐ側コンタクト層が設けられていることを特徴とする、請求項７に記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項１０】
前記ｎ側コンタクト層が、Ｓｉをｎ型不純物として含有するｎ型ＧａＮからなり、前記ｐ側コンタクト層が、Ｍｇをｐ型不純物として含有するｐ型ＧａＮからなることを特徴とする、請求項９に記載の窒化物半導体レーザ。
【請求項１１】
活性層の上に応力集中抑制層を成長させる工程と、該応力集中抑制層の上にキャップ層を成長させる工程とを含む窒化物半導体レーザの製造方法であって、
前記活性層として、多重量子井戸構造を有し、バリア層がＧａ1-y1Ｉｎy1Ｎ（１＞ｙ １＞０）からなる活性層を形成し、
前記キャップ層をＡｌx1Ｇａ1-x1Ｎ（１＞ｘ１＞０）によって形成し、
前記応力集中抑制層として、ＡｌxＧａ1-x-yＩｎyＮ（１＞ｘ＞０，１＞ｙ＞０，１ ＞ｘ＋ｙ＞０）からなり、その組成が前記活性層の前記バリア層側から前記キャップ層  側に向かって傾斜している応力集中抑制層を形成する
ことを特徴とする窒化物半導体レーザの製造方法。
【請求項１２】
前記応力集中抑制層が、前記活性層と前記キャップ層とのバンドギャップの変化を緩和する機能を有することを特徴とする、請求項１１に記載の窒化物半導体レーザの製造方法。
【請求項１３】
前記応力集中抑制層が、前記活性層側では前記活性層の前記バリア層と同一の組成を有し、前記キャップ層側では前記キャップ層と同一の組成を有していることを特徴とする、請求項１１に記載の窒化物半導体レーザの製造方法。
【請求項１４】
前記応力集中抑制層を構成するＡｌxＧａ1-x-yＩｎyＮ（１＞ｘ＞０，１＞ｙ＞０，１＞ｘ＋ｙ＞０）のＡｌとＩｎの原子組成比（ｘ，ｙ）が、前記活性層の前記バリア層側から前記キャップ層側に向かって、（０，ｙ１）（ｙ１は前記バリア層を構成するＧａ1-y1Ｉｎy1ＮにおけるＩｎの原子組成比を示し、１＞ｙ１＞０である。）から（ｘ１，０）（ｘ１は前記キャップ層を構成するＡｌx1Ｇａ1-x1ＮにおけるＡｌの原子組成比を示し、１＞ｘ１＞０である。）に傾斜していることを特徴とする、請求項１１に記載の窒化物半導体レーザの製造方法。
【請求項１５】
さらに、前記活性層をｎ側クラッド層の上に成長させる工程と、前記キャップ層の上にｐ側クラッド層を成長させる工程とを含み、かつ、前記活性層のバンドギャップが、前記ｎ側およびｐ側クラッド層のバンドギャップよりも小であり、前記キャップ層のバンドギャップが、前記ｐ側クラッド層のバンドギャップよりも大であることを特徴とする、請求項１２に記載の窒化物半導体レーザの製造方法。
【請求項１６】
前記ｎ側クラッド層が、Ｓｉをｎ型不純物として含有するｎ型ＡｌＧａＮ混晶からなり、前記ｐ側クラッド層が、Ｍｇをｐ型不純物として含有するｐ型ＡｌＧａＮ混晶からなることを特徴とする、請求項１５に記載の窒化物半導体レーザの製造方法。
【請求項１７】
前記ｎ側クラッド層の上にｎ側光ガイド層を成長させる工程と、前記ｎ側光ガイド層の上に前記活性層を成長させる工程と、前記キャップ層の上にｐ側光ガイド層を成長させる工程と、前記ｐ側光ガイド層の上に前記ｐ側クラッド層を成長させる工程とを含むことを特徴とする、請求項１５に記載の窒化物半導体レーザの製造方法。
【請求項１８】
前記ｎ側光ガイド層が、Ｓｉをｎ型不純物として含有するｎ型ＧａＮからなり、前記ｐ側光ガイド層が、Ｍｇをｐ型不純物として含有するｐ型ＧａＮからなることを特徴とする、請求項１７に記載の窒化物半導体レーザの製造方法。
【請求項１９】
さらに、前記ｎ側クラッド層をｎ側コンタクト層の上に成長させる工程と、前記ｐ側クラッド層の上にｐ側コンタクト層を成長させる工程とを含むことを特徴とする、請求項１７に記載の窒化物半導体レーザの製造方法。
【請求項２０】
前記ｎ側コンタクト層が、Ｓｉをｎ型不純物として含有するｎ型ＧａＮからなり、前記ｐ側コンタクト層が、Ｍｇをｐ型不純物として含有するｐ型ＧａＮからなることを特徴とする、請求項１９に記載の窒化物半導体レーザの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は窒化物半導体レーザ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
禁制帯幅が１．９ｅＶから６．２ｅＶにわたる直接遷移半導体であるＧａＮ系III−Ｖ族化合物半導体（以下、ＧａＮ系半導体という）は、可視領域から紫外領域までの発光を得ることができる半導体レーザダイオード（ＬＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体発光素子の実現を可能にすることから、近年、その開発が活発に行われている。その中でも特に、光記録の分野では、光ディスクなどの記録密度を向上させるために、発光波長４００ｎｍ程度の光が得られる青紫色半導体ＬＤの実用化が求められている。また、発光波長４６０ｎｍ程度の青色半導体ＬＤはレーザディスプレーへの応用が期待されており、さらに、発光波長３８０ｎｍ以下の紫外光半導体ＬＤは蛍光体励起用光源への応用が期待されている。
【０００３】
これらＧａＮ系半導体発光素子は、一般に、基板上に成長させたＧａＮ系半導体により構成されている。従来このＧａＮ系半導体の成長用基板として、ＧａＮとの格子整合性が良い適当な基板がないため、主にサファイア基板が用いられているが、ＧａＮとの格子不整合や熱膨張係数差は非常に大きい。このように、基板との格子整合性が悪く、また基板との熱膨張係数差が大きい場合、基板上に成長させるＧａＮ系半導体層の結晶性に対する影響が大きく、ＧａＮ系半導体層中にはその歪みを緩和するために、１０８〜１０１０／ｃｍ２台も大量に転位が導入される。このうち、特に膜の厚さ方向に伝搬する貫通転位は、膜表面近傍に作製されるデバイス活性層にとって有害で、電流リーク箇所や非発光中心などとして働き、デバイスの電気的・光学的特性を損なうものとして知られている。
【０００４】
従って、ＧａＮ系半導体素子を製作するためには、貫通転位を極力低減しなければならない。近年、貫通転位を低減する方法として、ＥＬＯ（Epitaxial Latera1 0vergrowth）法に代表されるエピタキシャルに横方向成長を用いる方法が採用されている。本発明者らは、ＥＬＯ法を用いてＧａＮエピタキシャル膜の転位密度の低減を試み、最適化条件のもとでＷｉｎｇ部（横方向成長による部分）内の転位密度は１０６／ｃｍ２台程度以下まで低減することができた。その結果、本発明者らによって製作したＧａＮ系半導体レーザは、５０℃、３０ｍＷで約２００時間程度と素子寿命が向上することが明らかとなった。
しかし、かかるＧａＮ系半導体レーザであっても、実用化には十分とは言えず、素子寿命が向上するようさらに改善の余地があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、劈開端面が平坦で、かつ動作中に生じるレーザ端面の破壊を抑制でき、その結果として寿命の長い窒化物半導体レーザ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、劣化後の窒化物半導体レーザ端面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）および透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）などによって解析した結果、使用によりレーザ端面の活性層近傍が破壊されており、これが窒化物半導体レーザの主要な劣化原因の一つであることを見出した。
本発明者らは、かかる知見に基づき、上記劣化原因を解消すべく鋭意検討を行ったところ、活性層とキャップ層との間に応力集中抑制層を導入することにより、使用によるレーザ端面における活性層近傍の破壊を抑制し、窒化物半導体レーザの寿命を向上させることができるという知見を得た。    より具体的には、活性層の組成および格子定数がキャップ層のそれらヘスムーズに変化するよう、応力集中抑制層の組成および格子定数を層内で活性層側からキャップ層側へ向かって傾斜させることにより、活性層とキャップ層との界面での応力集中を抑制することができる。その結果として、劈開端面が平坦な半導体レーザを得ることができ、かつ動作中に生じる端面劣化破壊を阻止することができ、ひいては窒化物半導体レーザの寿命を向上することができるという思いがけない知見を得た。
【０００７】
上記知見に至った過程を以下に詳述する。本発明者らは、劣化後のレーザ端面の破壊状況について詳細に調べた。図２にフロント端面のストライプに平行な断面の模式図を示す。フロント端面１５では、活性層７近傍で結晶がえぐれるように端面破壊１６が生じていた。この結晶のえぐれは活性層７とキャップ層８との界面において最も顕著であった。
また、半導体レーザ劣化前の端面の状況についても、ＴＥＭなどを用いて詳細に調べた。図３にフロント端面のストライプに平行な断面の模式図を示す。フロント端面１５において、活性層７とキャップ層８との界面では数ｎｍ程度以下の段差１７が生じている場合があることが見出された。
【０００８】
このような段差１７は、活性層７とキャップ層８の結晶の格子不整合に起因する応力集中を緩和するために生じる。そして、この段差１７と、活性層７とキャップ層８との界面における過度な応力集中とが原因となって、特に活性層７とキャップ層８との界面を中心に端面破壊１６が生じ得ることを知見した。
より具体的には、活性層８は、井戸層の組成がＧａ０．９２Ｉｎ０．０８Ｎであり、バリア層の組成がＧａ０．９８Ｉｎ０．０２Ｎである多重量子井戸（ＭＱＷ）構造からなり、キャップ層はＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎの混晶からなる。フリースタンディングなＧａ０．９２Ｉｎ０．０８Ｎ、Ｇａ０．９８Ｉｎ０．０２ＮおよびＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎの混晶とＧａＮのａ軸の格子不整は、それぞれ、＋０．８８９％、＋０．２２２％および−０．３５８％である。すなわち、活性層７からキャップ層８への界面において、ＧａＮに対する格子不整は正から負に大きく急峻に変化し、その結果、応力が最も集中する。
【０００９】
以上のような検討結果に基づき、本発明者らは下記のような知見を得た。すなわち、活性層７近傍での活性層とキャップ層との格子不整合に起因する過度な応力集中を抑制することにより、活性層７とキャップ層８との界面における段差１７が実質的にない、すなわち劈開端面が平坦な半導体レーザを製造することができる。また、上記レーザ端面における活性層近傍での過度な応力集中を抑制し、かつ劈開端面を平坦にすることにより、動作中に生じる端面劣化破壊を阻止することができる。
【００１０】
さらに、本発明者らは、活性層近傍での過度な応力集中を抑制するための具体的手段を鋭意検討したところ、活性層とキャップ層との間に、ＡｌｘＧａ１−ｘ−ｙＩｎｙＮ（１＞ｘ＞０，１＞ｙ＞０，１＞ｘ＋ｙ＞０）混晶層からなる応力集中抑制層を挿入し、その組成を活性層側では活性層のバリア層と同一の組成、すなわちＧａ０．９８Ｉｎ０．０２Ｎとし、一方、キャップ層側ではキャップ層と同一の組成、すなわちＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎとし、応力集中抑制層の組成を活性層側からキャップ層側へスムーズに変化するように傾斜させることにより、活性層近傍での過度な応力集中を抑制することができるという知見を得た。
【００１１】
図４に示した活性層近傍のバンド構造模式図を用いて、より詳細に説明する。従来の窒化物半導体レーザの活性層近傍のバンド構造模式図を図４（ａ）に示す。従来の窒化物半導体レーザにおいては、上に述べたように活性層７とキャップ層８とのバンドギャップが大きく、活性層７とキャップ層８との界面に応力集中が生じている。これに対し、本発明に係る窒化物半導体レーザの活性層近傍のバンド構造模式図を図４（ｂ）および（ｃ）に示す。本発明に係る窒化物半導体レーザにおいては、上述のように応力集中抑制層４７を設けることにより、図４（ｂ）および（ｃ）から明らかなように、活性層７からキャップ層８へとスムーズに接続され、活性層近傍での過度な応力集中を抑制することができる。
本発明者らは、さらに検討を重ね、本発明を完成した。
【００１２】
すなわち、本発明は、
（１）  活性層とキャップ層との間に応力集中抑制層を有し、
前記活性層が多重量子井戸構造を有し、そのバリア層がＧａ1-y1Ｉｎy1Ｎ（１＞ｙ１ ＞０）からなり、
前記キャップ層がＡｌx1Ｇａ1-x1Ｎ（１＞ｘ１＞０）からなり、かつ、
前記応力集中抑制層がＡｌxＧａ1-x-yＩｎyＮ（１＞ｘ＞０，１＞ｙ＞０，１＞ｘ＋ ｙ＞０）からなり、その組成が前記活性層の前記バリア層側から前記キャップ層側に向 かって傾斜している
ことを特徴とする窒化物半導体レーザ、
（２）  応力集中抑制層が、活性層とキャップ層とのバンドギャップの変化を緩和する機能を有することを特徴とする前記（１）に記載の窒化物半導体レーザ、
（３）  応力集中抑制層が、活性層側では活性層のバリア層と同一の組成を有し、キャップ層側ではキャップ層と同一の組成を有し、かつ応力集中抑制層の組成が活性層のバリア層側からキャップ層側に向かって傾斜していることを特徴とする前記（１）に記載の窒化物半導体レーザ、
（４）  応力集中抑制層の活性層側の組成が、多重量子井戸構造を有する活性層のバリア層と同一の組成であることを特徴とする前記（３）に記載の窒化物半導体レーザ、
に関する。
【００１３】
また、本発明は、
（５）  活性層の応力集中抑制層と反対側にｎ側クラッド層を有し、キャップ層の応力集中抑制層と反対側にｐ側クラッド層を有し、かつ、活性層のバンドギャップが前記ｎ側およびｐ側クラッド層のバンドギャップより小であり、キャップ層のバンドギャップがｐ側クラッド層のバンドギャップよりも大であることを特徴とする前記（２）に記載の窒化物半導体レーザ、
（６）  ｎ側クラッド層が、Ｓｉをｎ型不純物として含有するｎ型ＡｌＧａＮ混晶からなり、ｐ側クラッド層が、Ｍｇをｐ型不純物として含有するｐ型ＡｌＧａＮ混晶からなることを特徴とする前記（５）に記載の窒化物半導体レーザ、
（７）  さらに、活性層とｎ側クラッド層との間にｎ側光ガイド層が設けられ、ｐ側クラッド層とキャップ層との間にｐ側光ガイド層が設けられていることを特徴とする前記（５）に記載の窒化物半導体レーザ、
（８）  ｎ側光ガイド層が、Ｓｉをｎ型不純物として含有するｎ型ＧａＮからなり、ｐ側光ガイド層が、Ｍｇをｐ型不純物として含有するｐ型ＧａＮからなることを特徴とする前記（７）に記載の窒化物半導体レーザ、
（９）  さらに、ｎ側クラッド層のｎ側光ガイド層と反対側にｎ側コンタクト層が設けられ、ｐ側クラッド層のｐ側光ガイド層と反対側にｐ側コンタクト層が設けられていることを特徴とする前記（７）に記載の窒化物半導体レーザ、
（１０）  ｎ側コンタクト層が、Ｓｉをｎ型不純物として含有するｎ型ＧａＮからなり、ｐ側コンタクト層が、Ｍｇをｐ型不純物として含有するｐ型ＧａＮからなることを特徴とする前記（９）に記載の窒化物半導体レーザ、
に関する。
【００１４】
また、本発明は、
（１１）  活性層が多重量子井戸構造を有し、かつそのバリア層がＧａ１−ｙ１Ｉｎｙ１Ｎ（１＞ｙ１＞０）からなり、キャップ層がＡｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ｎ（１＞ｘ１＞０）からなり、応力集中抑制層がＡｌｘＧａ１−ｘ−ｙＩｎｙＮ（１＞ｘ＞０，１＞ｙ＞０，１＞ｘ＋ｙ＞０）からなることを特徴とする前記（１）に記載の窒化物半導体レーザ、
（１２）  応力集中抑制層を構成するＡｌｘＧａ１−ｘ−ｙＩｎｙＮ（１＞ｘ＞０，１＞ｙ＞０，１＞ｘ＋ｙ＞０）のＡｌとＩｎの原子組成比（ｘ，ｙ）が、活性層側からキャップ層側に向かって、（０，ｙ１）（ｙ１はバリア層を構成するＧａ１−ｙ１Ｉｎｙ１ＮにおけるＩｎの原子組成比を示し、１＞ｙ１＞０である。）から（ｘ１，０）（ｘ１はキャップ層を構成するＡｌｘ１Ｇａ１−ｘ１ＮにおけるＡｌの原子組成比を示し、１＞ｘ１＞０である。）に傾斜していることを特徴とする前記（１１）に記載の窒化物半導体レーザ、
（１３）  活性層がｐ側クラッド層とｎ側クラッド層との間に挟まれており、キャップ層がｐ側クラッド層と活性層との間に挟まれていることを特徴とする前記（１１）に記載の窒化物半導体レーザ、
（１４）  ｎ側クラッド層が、Ｓｉをｎ型不純物として含有するｎ型ＡｌＧａＮ混晶からなり、ｐ側クラッド層が、Ｍｇをｐ型不純物として含有するｐ型ＡｌＧａＮ混晶からなることを特徴とする前記（１３）に記載の窒化物半導体レーザ、
に関する。
【００１５】
また、本発明は、
（１５）  さらに、活性層とｎ側クラッド層との間にｎ側光ガイド層が設けられ、ｐ側クラッド層とキャップ層との間にｐ側光ガイド層が設けられていることを特徴とする前記（１３）に記載の窒化物半導体レーザ、
（１６）  ｎ側光ガイド層が、Ｓｉをｎ型不純物として含有するｎ型ＧａＮからなり、ｐ側光ガイド層が、Ｍｇをｐ型不純物として含有するｐ型ＧａＮからなることを特徴とする前記（１５）に記載の窒化物半導体レーザ、
（１７）  さらに、ｎ側クラッド層のｎ側光ガイド層と反対側にｎ側コンタクト層が設けられ、ｐ側クラッド層のｐ側光ガイド層と反対側にｐ側コンタクト層が設けられていることを特徴とする前記（１５）に記載の窒化物半導体レーザ、（１８）  ｎ側コンタクト層が、Ｓｉをｎ型不純物として含有するｎ型ＧａＮからなり、ｐ側コンタクト層が、Ｍｇをｐ型不純物として含有するｐ型ＧａＮからなることを特徴とする前記（１７）に記載の窒化物半導体レーザ、
に関する。
【００１６】
また、本発明は、
（１９）  活性層の上に応力集中抑制層を成長させる工程と、該応力集中抑制層の上にキャップ層を成長させる工程とを含む窒化物半導体レーザの製造方法であって、
前記活性層として、多重量子井戸構造を有し、バリア層がＧａ1-y1Ｉｎy1Ｎ（１＞ｙ １＞０）からなる活性層を形成し、
前記キャップ層をＡｌx1Ｇａ1-x1Ｎ（１＞ｘ１＞０）によって形成し、
前記応力集中抑制層として、ＡｌxＧａ1-x-yＩｎyＮ（１＞ｘ＞０，１＞ｙ＞０，１ ＞ｘ＋ｙ＞０）からなり、その組成が前記活性層の前記バリア層側から前記キャップ層 側に向かって傾斜している応力集中抑制層を形成する
ことを特徴とする窒化物半導体レーザの製造方法、
（２０）  応力集中抑制層が、活性層とキャップ層とのバンドギャップの変化を緩和する機能を有することを特徴とする前記（１９）に記載の窒化物半導体レーザの製造方法、
（２１）  応力集中抑制層が、活性層側では活性層のバリア層と同一の組成を有し、キャップ層側ではキャップ層と同一の組成を有し、かつ応力集中抑制層の組成が活性層のバリア層側からキャップ層側に向かって傾斜していることを特徴とする前記（１９）に記載の窒化物半導体レーザの製造方法、
（２２）  応力集中抑制層の活性層側の組成が、多重量子井戸構造を有する活性層のバリア層と同一の組成であることを特徴とする前記（２１）に記載の窒化物半導体レーザの製造方法、
に関する。
【００１７】
また、本発明は、
（２３）  さらに、活性層をｎ側クラッド層の上に成長させる工程と、キャップ層の上にｐ側クラッド層を成長させる工程とを含み、かつ、活性層のバンドギャップが、前記ｎ側およびｐ側クラッド層のバンドギャップよりも小であり、キャップ層のバンドギャップが、ｐ側クラッド層のバンドギャップよりも大であることを特徴とする前記（２０）に記載の窒化物半導体レーザの製造方法、
（２４）  ｎ側クラッド層が、Ｓｉをｎ型不純物として含有するｎ型ＡｌＧａＮ混晶からなり、ｐ側クラッド層が、Ｍｇをｐ型不純物として含有するｐ型ＡｌＧａＮ混晶からなることを特徴とする前記（２３）に記載の窒化物半導体レーザの製造方法、
（２５）  ｎ側クラッド層の上にｎ側光ガイド層を成長させる工程と、ｎ側光ガイド層の上に活性層を成長させる工程と、キャップ層の上にｐ側光ガイド層を成長させる工程と、ｐ側光ガイド層の上にｐ側クラッド層を成長させる工程とを含むことを特徴とする前記（２０）に記載の窒化物半導体レーザの製造方法、
（２６）  ｎ側光ガイド層が、Ｓｉをｎ型不純物として含有するｎ型ＧａＮからなり、ｐ側光ガイド層が、Ｍｇをｐ型不純物として含有するｐ型ＧａＮからなることを特徴とする前記（２５）に記載の窒化物半導体レーザの製造方法、
（２７）  さらに、ｎ側クラッド層をｎ側コンタクト層の上に成長させる工程と、ｐ側クラッド層の上にｐ側コンタクト層を成長させる工程とを含むことを特徴とする前記（２５）に記載の窒化物半導体レーザの製造方法、
（２８）  ｎ側コンタクト層が、Ｓｉをｎ型不純物として含有するｎ型ＧａＮからなり、ｐ側コンタクト層が、Ｍｇをｐ型不純物として含有するｐ型ＧａＮからなることを特徴とする前記（２７）に記載の窒化物半導体レーザの製造方法、に関する。
【００１８】
また、本発明は、
（２９）  活性層が多重量子井戸構造を有し、かつそのバリア層がＧａ１−ｙ１Ｉｎｙ１Ｎ（１＞ｙ１＞０）からなり、キャップ層がＡｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ｎ（１＞ｘ１＞０）からなり、応力集中抑制層がＡｌｘＧａ１−ｘ−ｙＩｎｙＮ（１＞ｘ＞０，１＞ｙ＞０，１＞ｘ＋ｙ＞０）からなることを特徴とする前記（１９）に記載の窒化物半導体レーザの製造方法、
（３０）  応力集中抑制層を構成するＡｌｘＧａ１−ｘ−ｙＩｎｙＮ（１＞ｘ＞０，１＞ｙ＞０，１＞ｘ＋ｙ＞０）のＡｌとＩｎの原子組成比（ｘ，ｙ）が、活性層側からキャップ層側に向かって、（０，ｙ１）（ｙ１はバリア層を構成するＧａ１−ｙ１Ｉｎｙ１ＮにおけるＩｎの原子組成比を示し、１＞ｙ１＞０である。）から（ｘ１，０）（ｘ１はキャップ層を構成するＡｌｘ１Ｇａ１−ｘ１ＮにおけるＡｌの原子組成比を示し、１＞ｘ１＞０である。）に傾斜していることを特徴とする前記（２９）に記載の窒化物半導体レーザの製造方法、
（３１）  活性層をｎ側クラッド層の上に成長させる工程と、キャップ層の上にｐ側クラッド層を成長させる工程とを有することを特徴とする前記（２９）に記載の窒化物半導体レーザの製造方法、
（３２）  ｎ側クラッド層が、Ｓｉをｎ型不純物として含有するｎ型ＡｌＧａＮ混晶からなり、ｐ側クラッド層が、Ｍｇをｐ型不純物として含有するｐ型ＡｌＧａＮ混晶からなることを特徴とする前記（３１）に記載の窒化物半導体レーザの製造方法、
に関する。
【００１９】
さらに、本発明は、
（３３）  さらに、ｎ側クラッド層の上にｎ側光ガイド層を成長させる工程と、ｎ側光ガイド層の上に活性層を成長させる工程と、キャップ層の上にｐ側光ガイド層を成長させる工程と、ｐ側光ガイド層の上にｐ側クラッド層を成長させる工程とを含むことを特徴とすることを特徴とする前記（２９）に記載の窒化物半導体レーザの製造方法、
（３４）  ｎ側光ガイド層が、Ｓｉをｎ型不純物として含有するｎ型ＧａＮからなり、ｐ側光ガイド層が、Ｍｇをｐ型不純物として含有するｐ型ＧａＮからなることを特徴とする前記（３３）に記載の窒化物半導体レーザの製造方法、
（３５）  ｎ側クラッド層をｎ側コンタクト層の上に成長させる工程と、ｐ側クラッド層の上にさらにｐ側コンタクト層を成長させる工程とを有することを特徴とする前記（３３）に記載の窒化物半導体レーザの製造方法、
（３６）  ｎ側コンタクト層が、Ｓｉをｎ型不純物として含有するｎ型ＧａＮからなり、ｐ側コンタクト層が、Ｍｇをｐ型不純物として含有するｐ型ＧａＮからなることを特徴とする前記（３５）に記載の窒化物半導体レーザの製造方法、に関する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明において、窒化物半導体レーザとは、窒化物半導体から構成される半導体レーザのことである。ここで、窒化物半導体とは、化学式ＩｎｘＡｌｙＧａｚＮ（ｘ，ｙ，ｚ≧１，ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）において組成比ｘ、ｙおよびｚをぞれぞれの範囲内で変化させたすべての組成の半導体を含むものを基本とする。例えば、ＩｎＧａＮ（ｘ＝０．４、ｙ＝０、ｚ＝０．６）も「窒化物半導体」に含まれる。さらに、３族元素であるＩｎ、Ａｌ、Ｇａの一部をＢ（硼素）に置き換えたものや、５族元素であるＮの一部をＡｓ（砒素）やＰ（燐）に置き換えたものも含まれる。この際、３族元素には、上記の３つの元素（Ｉｎ、Ａｌ、Ｇａ）のいずれか１つ、および５族元素には必ずＮ（窒素）が含まれている。なお、上記ＧａＮ系半導体は、窒化物半導体に含まれる概念である。
【００２１】
本発明における窒化物半導体レーザは、活性層とキャップ層との間に応力集中抑制層を有することを特長とする。該応力集中抑制層を含有させることにより、活性層とキャップ層との格子不整合に起因する応力集中を抑制することができる。より具体的には、応力集中抑制層は活性層とキャップ層とのバンドギャップの変化を緩和することにより、活性層とキャップ層との格子不整合に起因する応力集中を抑制することができる。
【００２２】
本発明における窒化物半導体レーザの好ましい態様としては、活性層とキャップ層との間に応力集中抑制層を有し、かつ前記応力集中抑制層が活性層側では活性層と同一の組成を有し、キャップ層側ではキャップ層と同一の組成を有し、かつ応力集中抑制層の組成が活性層側からキャップ層側に向かって傾斜している、すなわちなだらかに変化している窒化物半導体レーザが挙げられる。このように応力集中抑制層の組成を活性層側からキャップ層側に向かってなだらかに変化させることにより、活性層からキャップ層へのバンドギャップの変化を緩和することができ、その結果、活性層とキャップ層との格子不整合に起因する応力集中を抑制することができる。
ここで、活性層は公知のいかなる構造をとってもよいが、活性層が多重量子井戸構造である場合は、上記態様において、応力集中抑制層の活性層側の組成は活性層のバリア層と同一の組成であることが好ましい。
【００２３】
本発明にかかる窒化物半導体レーザは上述した特長を有していれば、当技術分野で用いられている公知の構造を有していてもよい。
例えば、本発明における窒化物半導体レーザの一実施態様として、ｐ側クラッド層とｎ側クラッド層とが設けられており、該ｎ側およびｐ側クラッド層の間にこれらクラッド層よりもバンドギャップの小さい活性層を有し、ｐ側クラッド層と活性層との間にｐ側クラッド層よりもバンドギャップの大きいキャップ層を有し、活性層とキャップ層との間に活性層とキャップ層とのバンドギャップの変化を緩和する機能を有する応力集中抑制層を有する半導体レーザが挙げられる。ここで、ｐ側クラッド層は、例えばＭｇなどのｐ型不純物を含む窒化物半導体からなることが好ましい。また、ｎ側クラッド層は、例えばＳｉなどのｎ型不純物を含む窒化物半導体からなることが好ましい。
【００２４】
本発明における窒化物半導体レーザの他の実施態様として、例えば、上記の実施態様において、さらに、ｐ側クラッド層とキャップ層との間にｐ側光ガイド層が設けられ、活性層とｎ側クラッド層との間にｎ側光ガイド層が設けられている窒化物半導体レーザが挙げられる。
このとき、ｐ側光ガイド層のバンドギャップがｐ側クラッド層のバンドギャップよりも小であり、また、ｎ側光ガイド層のバンドギャップがｎ側クラッド層のバンドギャップよりも小であり、さらに上記ｎ側およびｐ側光ガイド層のバンドギャップが活性層のバンドギャップよりも大であることが好ましい。また、ｐ側光ガイド層は、例えばＭｇなどのｐ型不純物を含む窒化物半導体からなることが好ましく、ｎ側光ガイド層は、例えばＳｉなどのｎ型不純物を含む窒化物半導体からなることが好ましい。
【００２５】
上記実施態様の窒化物半導体レーザにおいて、さらに、ｐ側クラッド層のｐ側光ガイド層と反対側にｐ側コンタクト層が設けられ、ｎ側クラッド層のｎ側光ガイド層と反対側にｎ側コンタクト層が設けられていてもよい。ここで、ｐ側コンタクト層は、例えばＭｇなどのｐ型不純物を含む窒化物半導体からなることが好ましい。また、ｎ側コンタクト層は、例えばＳｉなどのｎ型不純物を含む窒化物半導体からなることが好ましい。
【００２６】
本発明に係る窒化物半導体レーザの好ましい態様としては、Ｇａ１−ｙ１Ｉｎｙ１Ｎ（１＞ｙ１＞０）からなるバリア層を有する多重量子井戸構造の活性層と、Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ｎ（１＞ｘ１＞０）からなるキャップ層と、前記活性層とキャップ層との間に、ＡｌｘＧａ１−ｘ−ｙＩｎｙＮ（１＞ｘ＞０，１＞ｙ＞０，１＞ｘ＋ｙ＞０）からなる応力集中抑制層を有する窒化物半導体レーザが挙げられる。
【００２７】
上記態様の窒化物半導体レーザにおいて、応力集中抑制層を構成するＡｌｘＧａ１−ｘ−ｙＩｎｙＮのＡｌとＩｎの原子組成比（ｘ，ｙ）が、活性層側からキャップ層側に向かって、（０，ｙ１）から（ｘ１，０）に傾斜している、すなわちなだらかに変化していることが好ましい。なお、ｙ１はバリア層を構成するＧａ１−ｙ１Ｉｎｙ１ＮにおけるＩｎの原子組成比であり、ｘ１はキャップ層を構成するＡｌｘ１Ｇａ１−ｘ１ＮにおけるＡｌの原子組成比である。
【００２８】
図６を用いて、より具体的に説明する。上記（ｘ，ｙ）は、応力集中抑制層と活性層との界面では（０，ｙ１）であり、応力集中抑制層とキャップ層との界面では（ｘ１，０）であり、さらに、応力集中抑制層内において図６の黒く塗りつぶされた領域内を通って（０，ｙ１）から（ｘ１，０）へ至ることが好ましい。その際に、応力集中抑制層の組成が層内においてなだらかに変化することがより好ましい。具体的には、（０，ｙ１）から（ｘ１，０）へ至る（ｘ，ｙ）の軌跡の傾きが常にマイナスであることが好ましく、より好ましくは（ｘ，ｙ）が図６中の▲１▼〜▲３▼の軌跡を描く場合が挙げられる。
【００２９】
本発明に係る上記好ましい態様の窒化物半導体レーザにおいては、上述した特長を有していれば、当技術分野で用いられている公知の構造を有していてもよい。
上記好ましい態様の窒化物半導体レーザのより具体的実施態様としては、例えば、上述の活性層、応力集中抑制層、キャップ層からなる積層構造がｎ側クラッド層とｐ側クラッド層との間に挟まれている半導体レーザが挙げられる。すなわち、ｎ側クラッド層の上に活性層が形成され、活性層の上に応力集中抑制層が形成され、応力集中抑制層の上にキャップ層が形成され、キャップ層の上にｐ側クラッド層が形成されている半導体レーザが挙げられる。ここで、ｐ側クラッド層とｎ側クラッド層の組成については特に限定されないが、ｎ側クラッド層がｎ型不純物としてＳｉが添加されているｎ型ＡｌＧａＮ混晶からなり、ｐ側クラッド層がｐ型不純物としてＭｇが添加されているｐ型ＡｌＧａＮ混晶からなることが好ましい。
【００３０】
上記の具体的実施態様において、さらに、ｐ側クラッド層とキャップ層との間にｐ側光ガイド層が設けられ、活性層とｎ側クラッド層との間にｎ側光ガイド層が設けられていてもよい。また、さらに、ｐ側クラッド層のｐ側光ガイド層と反対側にｐ側コンタクト層が設けられ、ｎ側クラッド層のｎ側光ガイド層と反対側にｎ側コンタクト層が設けられていてもよい。
ここで、上記各層の組成は特に限定されないが、ｎ側光ガイド層がｎ型不純物としてＳｉが添加されているｎ型ＧａＮからなり、ｐ側光ガイド層がｐ型不純物としてＭｇが添加されているｐ型ＧａＮからなることが好ましい。また、ｎ側コンタクト層がｎ型不純物としてＳｉが添加されているｎ型ＧａＮからなり、ｐ側コンタクト層がｐ型不純物としてＭｇが添加されているｐ型ＧａＮからなることが好ましい。
【００３１】
本発明に係る窒化物半導体レーザの製造方法は、公知の方法に従ってよい。具体的には、本発明に係る窒化物半導体レーザは、横方向成長が生じる条件で、該窒化物半導体レーザを構成する窒化物半導体層を成長させる工程を順次組み合わせて製造することができる。
本発明に係る窒化物半導体レーザを構成する窒化物半導体層の成長方法としては、特に限定されず、例えば、有機金属気層成長（ＭＯＣＶＤ）法、ハライド気相成長法または分子線エビタキシー（Molecular Beam Epitaxy；ＭＢＥ）法など公知の方法を用いてよい。
【００３２】
以下に、本発明に係る窒化物半導体レーザのさらに具体的な実施態様を図面を参照して詳細に説明する。
図５は本発明の具体的実施形態に係る窒化物半導体レーザの構成を表す断面図である。基板１としては、サファイア基板、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、スピネルまたはＺｎＯ等を挙げることができるが、ｃ面を主体とするサファイア基板を用いるのが好ましい。基板１上に、積層方向おける厚さ（以下、単に厚さという）約３０ｎｍ程度の窒化物半導体（例えば、ＧａＮ、ＡｌＮまたはＩｎＧａＮなど）よりなるバッファ層２を介して、厚さ約１〜５μｍ程度、好ましくは約１〜３μｍ程度の第１のＧａＮ層３が積層されている。バッファ層２としては、中でもアンドープのＧａＮ層が好ましい。また、第１のＧａＮ層３は、アンドープのＧａＮ層であってもよいし、不純物をドープしたＧａＮ層、例えばＳｉなどのｎ型不純物をドープしたｎ型ＧａＮ層であってもよいが、特に、アンドープのＧａＮ層が好ましい。
基板１、バッファ層２および第１のＧａＮ層の一部が、例えばストライプ状に除去されており、その上に図５に示したように第２のＧａＮ層４がＥＬＯ法によって積層されている。第２のＧａＮ層４は、ｎ型不純物としてＳｉを添加したｎ型ＧａＮにより構成されており、ｎ側コンタクト層としての役割を有する。
【００３３】
この第２のＧａＮ層４の上には、窒化物半導体層としてｎ側クラッド層５、ｎ側光ガイド層６、活性層７、応力集中抑制層４７、キャップ層８、ｐ側光ガイド層９、ｐ側クラッド層１０およびｐ側コンタクト層１１が順次積層されている。ｎ側クラッド層５は、厚さが約１μｍ程度であり、ｎ型不純物としてＳｉが添加されているｎ型ＡｌＧａＮ混晶により構成されている。ｎ側光ガイド層６は、厚さが約０．１μｍ程度であり、ｎ型不純物としてＳｉが添加されているｎ型ＧａＮにより構成されている。活性層７は、井戸の厚さが約３ｎｍ程度でありバリア層の厚さが約４ｎｍ程度である多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有するＧａＩｎＮ混晶により構成されている。応力集中抑制層４７は、組成が徐々に傾斜しているＡｌＧａＩｎＮ混晶により構成されている。キャップ層８は、ｐ側光ガイド層を含む上部構造を活性層７の上に形成する際に活性層７が劣化するのを防止するために設けてあって、厚さが約２０ｎｍ程度のＡｌＧａＮ混晶により構成されている。
【００３４】
ｐ側光ガイド層９は、厚さが約０．１μｍ程度であり、ｐ型不純物としてＭｇが添加されているｐ型ＧａＮにより構成されている。ｐ側クラッド層１０は、厚さが約０．５μｍ程度であり、ｐ型不純物としてＭｇが添加されているｐ型ＡｌＧａＮ混晶により構成されている。また、ｐ側クラッド層１０は、ＡｌＧａＮ層とＧａＮ層とからなる超格子構造により構成されていてもよい。ｐ側コンタクト層１１は、厚さが約０．１μｍ程度であり、ｐ型不純物としてＭｇが添加されているｐ型ＧａＮにより構成されている。ｐ側クラッド層１０の上部とｐ側コンタクト層１１は、電流狭窄をするために断面形状をテーパー状でストライプ状の上部メサ構造に加工されていてもよい。
【００３５】
ｐ側コンタクト層１１の上には、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などの絶縁材料よりなる絶縁層１２と共に、この絶縁層１２に設けられた開口を介してｐ側電極１３が形成されている。ｐ側電極１３は、ｐ側コンタクト層１１の側からパラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）が順次積層された構成となっている。なお、このｐ側電極１３は、電流狭窄をするために細い帯状（図５においては図面に対して垂直方向に延長された帯状）に形成されている。また、第２のＧａＮ層４の上には、チタン（Ｔｉ），アルミニウム（Ａｌ）および金（Ａｕ）が順次積層されたｎ側電極１４が設けられている。
この窒化物半導体レーザは、また、図示はしないが、ｐ側電極１３の長さ方向（すなわち共振器長方向）と垂直な一対の側面に、反射鏡層がそれぞれ設けられている。
【００３６】
上記窒化物半導体レーザの製造方法を以下に述べる。かかる製造方法は、本発明に係る窒化物半導体レーザの製造方法の具体的実施形態の一つである。
本製造方法では、先ず、サーマルクリーニングなどにより基板１の表面を清浄化するなど公知の前処理を所望により施す。該基板１上にＭＯＣＶＤ法によりバッファ層２を成長させる。バッファ層２の成長温度は、後述する第１のＧａＮ層３の成長温度より低い温度、具体的には約５２０℃程度の温度が好ましい。
その後、ＭＯＣＶＤ法によりバッファ層２上に、第１のＧａＮ層３を成長させる。第１のＧａＮ層３の成長温度は、例えば約９００〜１１００℃程度、好ましくは約１０００℃程度である。また、第１のＧａＮ層３の膜厚は、特に限定しないが、図５に示した凹凸構造を形成することができるように、適宜設定する。凹凸構造の周期は約３〜２５μｍ程度が好ましいので、第１のＧａＮ層３を約１〜５μｍ程度の膜厚で形成することが好ましい。
【００３７】
その後、ＭＯＣＶＤ装置から基板を取りだし、第１のＧａＮ層３の上に保護膜マスク形成用のマスク形成膜を製膜し、パターニングして、所定のパターンの保護膜マスク（図示せず）を形成する。
所定のパターンを有する保護膜マスクを形成するには、まず、例えばＣＶＤ法、蒸着法またはスパッタ法などの技術を用いて、第１のＧａＮ層３の上にマスク形成膜を製膜し、ついで、レジスト膜をマスク形成膜上に製膜する。続いて、所望のパターンを露光し、現像することによって、パターンを転写したレジストパターンが形成される。形成されたレジストパターンを使って、マスク形成膜をエッチングすることにより、所望のパターンを有する保護膜マスクを形成することができる。
【００３８】
上記工程で所定のパターンの保護膜マスクを形成する際、そのパターンは形成する凹凸構造の凹部に対応する第１のＧａＮ層の一部を露出させる形状であれば、特に限定されず、例えば、ストライプ状、千鳥状、ドット状、碁盤目状などが挙げられる。ストライプ状のパターンの場合、例えば、ストライプ幅を約０．５〜２０μｍ程度、ストライプ間隔を約１〜２５μｍ程度とするのが好ましい。また、保護膜の厚さは特に限定されないが、加工の容易さなどを考慮して、約１μｍ程度以下とするのが好ましい。
また、マスク形成膜の材料は、窒化物半導体層が保護膜上に成長しないか、もしくは成長しがたい性質を有する材料であれば特に限定されず、例えばＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、ＴｉＮ、ＴｉＯ、Ｗなどを使用することができる。
【００３９】
続いて、保護膜マスクから露出した第１のＧａＮ層および基板の上層部を選択的にエッチングにより除去し、その後、保護膜マスクを除去し、基板を露出させた凹部と第１のＧａＮ層３および基板１の上層部からなる凸部とを有する凹凸構造を基板面に形成する。
この工程で、保護膜マスクが形成されていない領域、つまり保護膜マスクから露出した領域の第１のＧａＮ層３と基板１の上層部をエッチングによって除去する際、基板のエッチング量は、約２μｍ以下程度であり、好ましくは約０．２μｍ程度が好ましい。
エッチングにより形成した凸部の断面形状はテーパー状になっていても良いが、好ましくは垂直面とする。
エッチング方法としては、ウェットエッチング法およびドライエッチング法などの方法が挙げられるが、ドライエッチング法が好ましい。ドライエッチング法としては、具体的には、例えば反応性イオンドライエッチング（ＲＩＥ)法または反応性イオンビームドライエッチング（ＲＩＢＥ)法が挙げられる。
【００４０】
再び、基板をＭＯＣＶＤ装置に搬入し、横方向成長が生じる条件で、ｎ型の第２のＧａＮ層４、ｎ型ＡｌＧａＮからなるｎ側クラッド層５、ｎ型ＧａＮからなるｎ側光ガイド層６、活性層７、応力集中抑制層４７、キャップ層８、ｐ型ＧａＮからなるｐ側光ガイド層９、ｐ型ＡｌＧａＮからなるｐ側クラッド層１０、ｐ型ＧａＮからなるｐ側コンタクト層１１を順次積層させる。
ここで、ＧａＩｎＮ層を発光層とする多重量子井戸構造を有する活性層７を形成し、続いて、ＡｌＧａＩｎＮ層からなり組成が傾斜している応力集中防止層４７を形成し、その上に比較的低温でｐ型ＡｌＧａＮキャップ層８を成長させる。ＧａＩｎＮ多重量子井戸構造からなる活性層におけるＩｎ組成は、井戸層では例えば０．０８程度、バリア層では例えば０．０２程度に調整するのが好ましい。また、ＡｌＧａＮからなるキャップ層におけるＡｌ組成比は、例えば、０．１５程度に調整するのが好ましい。活性層およびキャップ層をこのように設定した場合、応力集中防止層４７のＡｌｘＧａ１−ｘ−ｙＩｎｙＮにおけるＡｌとＩｎの原子組成比（ｘ，ｙ）は、活性層側では、活性層のバリア層と同一の組成である（０，０．０２）の値をとり、これを徐々に変化させ、キャップ層側では、キャップ層と同一の組成である（０．１５，０）の値となるように、応力集中防止層４７を成長させる。
【００４１】
これらの窒化物半導体層の成長原料は、例えば、III族元素のＧａを原料としてはトリメチルガリウム（（ＣＨ３）３Ｇａ；ＴＭＧ）を、III族元素のＡｌの原料としては、トリメチルアルミニウム（（ＣＨ３）３Ａｌ；ＴＭＡｌ）を、III族原料のＩｎの原料としては、トリメチルインジウム（（ＣＨ３）３Ｉｎ；ＴＭＩｎ）を、Ｖ族元素のＮの原料としてアンモニア（ＮＨ３）を用いるのが好ましい。
また、キャリアガスは、例えば、水素（Ｈ２）と窒素（Ｎ２）との混合ガスを用いるのが好ましい。
ドーパントは、ｎ型ドーパントとして例えばモノシラン（ＳｉＨ４）を、ｐ型ドーパントとして例えばビス＝メチルシクロベタンジエニルマグネシウム（（ＣＨ３Ｃ５Ｈ４）２Ｍｇ；ＭｅＣｐ２Ｍｇ）あるいはビス＝シクロペンタジエニルマグネシウム（（Ｃ５Ｈ５）２Ｍｇ；Ｃｐ２Ｍｇ）を用いるのが好ましい。
【００４２】
次いで、窒化物半導体層を成長させた基板をＭＯＣＶＤ装置から再び取りだし、ｐ型ＧａＮコンタクト層１１上に、例えばＣＶＤ法により、ＳｉＯ２よりなる絶縁層１２を形成する。次いで、絶縁層１２の上に図示しないレジスト膜を塗布し、フォトリソグラフィによってｐ側電極１３の形成位置に対応したマスクパターンを形成する。その後、これをマスクとしてエッチングを行い、絶縁層１２を選択的に除去してｐ側電極１３の形成位置に対応した開口を形成する。
【００４３】
続いて、全面（すなわち絶縁層１２が選択的に除去されたｐ型ＧａＮコンタクト層１１の上および図示しないレジスト膜の上）に、例えば、バラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）を順次蒸着し、図示しないレジスト膜をこのレジスト膜の上に蒸着されたバラジウム、白金および金と共に除去して（リフトオフ）、ｐ側電極１３を形成する。
【００４４】
ｐ側電極１３を形成したのち、ｎ側電極１４の形成位置に対応して、絶縁層１２、ｐ側コンタクト層１１、ｐ側クラッド層１０、ｐ側光ガイド層９、キャップ層８、応力集中層４７、活性層７、ｎ側光ガイド層６およびｎ側クラッド層５を順次選択的に除去する。その後、第２のＧａＮ層４の上にチタン、アルミニウムおよび金を選択的に順次蒸着してｎ側電極１４を形成する。
ｎ側電極１４を形成したのち、基板１をｐ側電極１３の長さ方向（共振器長方向）と垂直に所定の幅で劈開し、その劈開面に反射鏡層を形成する。これにより、図５に示した本発明に係る窒化物半導体レーザが形成される。
なお、上記製造方法においては、成長方法をＭＯＣＶＤ法に限定して説明したが、ハライド気相成長法や分子線エビタキシー（Molecular Beam Epitaxy；ＭＢＥ）法などの他の気相成長法により成長させるようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
本発明に係る半導体レーザでは、傾斜組成ＡｌＧａＩｎＮ混晶からなる応力集中抑制層の導入により、活性層とキャップ層との界面（以下、活性層／キャップ層界面という）における応力の集中が抑制されるために、半導体レーザの作製時に必要な劈開プロセスにおいて、劈開端面での活性層／キャップ層界面の段差発生を抑制できる。また、活性層／キャップ層界面に応力が集中した状態であると、動作による端面近傍の熱応力発生とあいまって、端面破壊が進行し、半導体レーザの寿命が短くなる。しかし、本発明に係る半導体レーザでは、活性層／キャップ層界面における応力集中が抑制されているので、端面破壊の進行を抑制することができ、その結果として半導体レーザの寿命を延長させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の窒化物半導体レーザの断面模式図である。
【図２】  従来の劣化後の窒化物半導体レーザにおける端面破壊の様子を示す模式図である。なお、図面はレーザ端面におけるストライプ方向に平行な断面である。
【図３】  従来の窒化物半導体レーザにおける劈開時の端面の様子を示す模式図である。なお、図面はレーザ端面におけるストライプ方向に平行な断面である。
【図４】  （ａ）は、従来の窒化物半導体レーザの活性層近傍におけるバンド構造模式図である。（ｂ）および（ｃ）は、本発明に係る窒化物半導体レーザの活性層近傍におけるバンド構造模式図である。
【図５】  本発明に係る窒化物半導体レーザの共振器長方向に垂直な断面の模式図である。
【図６】  本発明に係る窒化物半導体レーザにおける応力集中抑制層の組成の傾斜範囲および傾斜方法を示す図である。
【符号の説明】
１  基板
２  バッファ層
３  第１のＧａＮ層
４  第２のＧａＮ層（ｎ側コンタクト層）
５  ｎ側クラッド層
６  ｎ側光ガイド層
７  活性層
４７  応力集中抑制層
８  キャップ層
９  ｐ側光ガイド層
１０  ｐ側クラッド層
１１  ｐ側コンタクト層
１２  絶縁層
１３  ｐ側電極
１４  ｎ側電極
１５  フロント端面
１６  端面破壊
１７  段差
【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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