(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、第１の窒化ガリウム系化合物半導体から成る核をＭＯＣＶＤ法により成長させて、該核同士が接合する前に成長を止めることにより、該核同士の間に前記基板を露出させる工程と、
第２の窒化ガリウム系化合物半導体層をハイドライド気相エピタキシャル成長法により成長速度が０．５ｍｍ／ｈｏｕｒ以上となるように成長させる工程と、
その上に第３の窒化ガリウム系化合物半導体層を前記第２の窒化ガリウム系化合物半導体層の成長速度（Ｒ２）と該第３の窒化ガリウム系化合物半導体層の成長速度（Ｒ３）との比（Ｒ２／Ｒ３）が１より大きくなるように成長させる工程と、を備えたことを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体の成長方法。
【請求項２】
前記第２の窒化ガリウム系化合物半導体層は第３の窒化ガリウム系化合物半導体層と同温、又は低温で成長させることを特徴とする請求項１に記載の窒化ガリウム系化合物半導体の成長方法。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載の窒化ガリウム系化合物半導体の成長方法により基板を成長させる工程と、前記基板上に素子構造となる少なくともｎ型窒化物半導体、活性層、ｐ型窒化物半導体を形成する工程を有することを特徴とする窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項４】
前記請求項１又は２に記載の窒化ガリウム系化合物半導体の成長方法により基板を成長させる工程と、前記基板上に、素子構造となる少なくともｎ型窒化物半導体、活性層、及びｐ型窒化物半導体を形成する工程と、窒化物半導体レーザ素子の光導波路であるストライプ形状又はリッジ形状を形成する工程を有することを特徴とする窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオード、レーザダイオード等の発光素子、あるいは太陽電池、光センサー等の受光素子、又は電子デバイスなどに使用される窒化ガリウム系化合物半導体素子（ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を有する窒化ガリウム系化合物半導体基板、及びその成長方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、窒化物半導体基板を用いた青色から紫外域にかけての短波長、また白色発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザ（ＬＤ）が注目されている。半導体レーザは、ＤＶＤなど、大容量・高密度の情報記録・再生が可能なディスクシステムへの利用に対する要求が高まりを見せている。そのため、このようなＬＥＤ及びＬＤ等への利用、その他に受光素子、電子デバイスへの応用が期待される窒化物半導体基板を単結晶で得る方法が種々検討されている。
【０００３】
異種基板を用い、単結晶を成長させるために異種基板上に９００℃以下の低温で窒化物から成るバッファ層を成長させる方法が用いられている。このバッファ層を成長させることにより、平坦で鏡面となる窒化物半導体層の成長が可能となった。
【０００４】
しかしながら、上記のバッファ層より１０００℃以上の高温で窒化物半導体層を成長させる場合、成長核を中心に成長した島が形成され、これらの島同士の接合時に転位が発生する。その後、転位は結晶の成長方向に伝播することにより貫通転位として成長層内、また表面に１０８〜１０１０ｃｍ−２の転位が存在する。
【０００５】
貫通転位の存在により結晶性が低下し、それにより電気的特性（ホール移動度が小さい等）が悪くなる。さらに、窒化物半導体層の表面には伝播した貫通転位にはピットが発生するため、表面モフォロジーが安定しない。
【０００６】
また、貫通転位を減らす目的で窒化物半導体を基板に対して横方向に成長させる方法を利用したＥＬＯＧ（Epitaxially Lateral OverGrowth GaN)成長法が報告されている。この方法によると、窒化物半導体が成長する領域において、発生した貫通転位は、保護膜の窓部より窒化物半導体の成長と共に縦方向にのみ進行するため、保護膜上に横方向成長した範囲の窒化物半導体は低転位の窒化物半導体を得ることができる。
【０００７】
例えば、サファイア基板上に成長させた窒化ガリウム上にＳｉＯ２等の保護膜を部分的に形成し、その上に窒化ガリウムを成長させることが開示されている。ＳｉＯ２の保護膜上には窒化ガリウムが直接成長しないため、保護膜のない部分から成長した窒化ガリウムの横方向への成長により保護膜上に低転位密度の窒化ガリウムを成長させることができる。
そのため、ＥＬＯＧ成長によれば、バッファ層を用いて成長させた窒化物半導体に比べ、低欠陥領域の欠陥密度を２桁以上減少させることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記に示すＥＬＯＧ法を用いた選択成長においては、保護膜の窓部上の欠陥は減らすことは出来ず、窓部上には欠陥が多く残るため基板全面を利用することは困難であり、全面発光である高出力ＬＥＤ用基板としての利用は期待できない。
また、ＥＬＯＧ法では強引に横方向成長をさせるため、基板と保護膜や窒化物半導体間に応力ができるため歪みや反りが生じる。
さらに、誘電体膜を用いて窒化ガリウム系化合物を成長させるため、窒化ガリウム系化合物のみ用いた基板と比較して熱伝導率が悪いため、放熱性がよくない。
そこで、本発明は、上記の問題を解決し、結晶性に優れた窒化ガリウム系化合物半導体を効率良く製造できるような新規な成長方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における窒化ガリウム系化合物半導体の成長方法は、基板上に、第１の窒化ガリウム系化合物半導体から成る核をＭＯＣＶＤ法により成長させて、該核同士が接合する前に成長を止めることにより、該核同士の間に前記基板を露出させる工程と、第２の窒化ガリウム系化合物半導体層をハイドライド気相エピタキシャル成長法により成長速度が０．５ｍｍ／ｈｏｕｒ以上となるように成長させる工程と、その上に第３の窒化ガリウム系化合物半導体層を前記第２の窒化ガリウム系化合物半導体層の成長速度（Ｒ２）と該第３の窒化ガリウム系化合物半導体層の成長速度（Ｒ３）との比（Ｒ２／Ｒ３）が１より大きくなるように成長させる工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
【００１１】
本発明において、第２、及び第３の窒化ガリウム系化合物半導体の成長方法はハイドライド気相エピタキシャル成長法（ＨＶＰＥ法）であり、ＨＶＰＥ法とは、ガリウム、アルミニウム、インジウム等の３族元素と、塩化水素等のハロゲンガスとを反応させて、３族元素の塩化物、臭化物、ヨウ化物などのハロゲン化物を得て、そのハロゲン化物をアンモニア、ヒドラジン等のＮ源と高温で反応させて窒化物半導体を得る方法である。
【００１２】
上記に示す条件で第２の窒化ガリウム系化合物半導体を成長させると、第２の窒化ガリウム系化合物半導体の成長段階で欠陥の運動を促進させ、欠陥を多方向に散らすことができ、その欠陥同士が欠陥ループを形成し、成長途中で欠陥を減少させることができる。
また、第２の窒化ガリウム系化合物半導体と第３の窒化ガリウム系化合物半導体との成長速度を変えることは、成長モードを変えることに有効である。
【００１３】
さらに、第２の窒化ガリウム系化合物半導体上に第２の窒化ガリウム系化合物半導体よりも成長速度が遅い第３の窒化ガリウム系化合物半導体を積層することにより、欠陥の減少を促進させ、鏡面で平坦性を有する低欠陥な窒化物半導体基板を得ることができる。
【００１４】
本発明に係る窒化ガリウム系化合物半導体の成長方法において、第２の窒化ガリウム系化合物半導体は第３の窒化ガリウム系化合物半導体と同温、又は低温で成長させることを特徴とする。
成長温度を変えることにより、成長モードを変えることができ、表面欠陥を減らすことに有効である。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
本発明における窒化物半導体素子は、前記窒化ガリウム系化合物半導体の成長方法で得られる窒化物半導体を基板としており、表面モフォロジーがよく、結晶欠陥を低減させた前記基板上に素子構造となる少なくともｎ型窒化物半導体、活性層、ｐ型窒化物半導体が形成されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明における窒化物半導体レーザ素子は、上記窒化ガリウム系化合物半導体の成長方法で得られた窒化ガリウム系化合物半導体基板上に、素子構造となる少なくともｎ型窒化物半導体、活性層、及びｐ型窒化物半導体が形成され、窒化物半導体レーザ素子の光導波路であるストライプ形状又はリッジ形状を形成してなることを特徴とする。
【００２０】
さらに、本発明における窒化ガリウム系化合物半導体基板の成長方法において、保護膜等を用いた選択成長を利用するのではないため、保護膜をストライプ形状等に形成するデバイス工程の効率化が期待でき、窒化物半導体基板の量産が可能となり、またウェハーを反応炉から取り出す工程も減りゴミ等の付着による汚染をなくすことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明における窒化ガリウム系化合物半導体の成長方法としては、基板１上に第１の窒化ガリウム系化合物半導体から成る核を成長させ、その上にハイドライド気相エピタキシャル成長法により第２の窒化ガリウム系化合物半導体と、第３の窒化ガリウム系化合物半導体とを成長させるものである。
【００２２】
本発明では、基板にＣ面、Ｒ面、及びＡ面のいずれかを主面とするサファイアやＳｉＣ（６Ｈ、４Ｈ、３Ｃ）、スピネル、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、Ｓｉ、又は窒化物半導体等を基板とする。
これらの基板は表面が平坦なものを使用するが、窒化物半導体から成る核、又は層を成長させることができれば、例えばエッチング等により細かい荒れを有するものや、基板に凹凸、斜面、階段形状を有するものであってもよい。
【００２３】
次にバッファー層（図示されていない。）を基板１上に成長させることにより、基板１との格子定数不整合を緩和させることができる。例えば、窒化ガリウムとサファイアとの格子不整合は約１６％と非常に大きいため、表面モフォロジーの良好な結晶性を有する基板を得るのは困難であった。バッファー層にはこの格子定数の違いを緩和させる効果があり、具体例としては、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、及びＩｎＡｌＧａＮが挙げられる。キャリアガスに水素、原料ガスにはトリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、トリメチルインジウム等を用い、３００℃以上９００℃以下の温度、１０オングストローム以上０．５μｍ以下の膜厚で成長させる。尚、このバッファー層は基板の種類等により省略することもできる。
【００２４】
次に、第１の窒化ガリウム系化合物半導体から成る核を成長させる。成長方法としては、特に限定されないが、結晶の核密度の均一性や配向特性、及び大きさ、層の厚みの制御にはＭＯＣＶＤ法を用いるのが好ましい。
【００２５】
第１の窒化物半導体は、第２の窒化物半導体を成長させるためにＣ軸配向特性の優れたものが好ましい。
【００２６】
第１の窒化物半導体の成長条件としては、キャリアガス、及び原料ガスはバッファー層と同様でもよく、キャリアガスには水素、原料ガスにはトリメチルガリウム等を用い、成長温度は９００℃〜１１００℃でありバッファー層より高温で成長させ、途中で成長を止めることで核とする。
【００２７】
【００２８】
次に、第１の窒化ガリウム系化合物半導体上に、ハイドライド気相エピタキシャル成長（ＨＶＰＥ）法により第２の窒化ガリウム系化合物半導体と、第３の窒化ガリウム系化合物半導体とを成長させることにより窒化ガリウム系化合物半導体基板とする。
ハライド気相エピタキシャル成長法は、短時間で厚膜を成長させることができるため、窒化物半導体の厚膜成長や、異種基板を剥離した窒化物半導体の単体基板の形成に有効である。
以下にＨＶＰＥ装置を用いた成長工程、及び成長条件を示す。
【００２９】
ＨＶＰＥ装置内に、Ｇａメタルを入れた石英ボートを設置し、さらに石英ボートから離れた位置に基板を設置する。次にＧａメタルと反応させるハロゲンガスの供給管と、ハロゲンガス供給管とは別に、Ｎ源供給管を設ける。
【００３０】
ハロゲンガスとしてはＨＣｌ等があり、キャリアガスと共にハロゲンガス管より導入される。このハロゲンガスとＧａ等の金属が反応することにより３族元素のハロゲン化物を生成させ、さらに、Ｎ源供給管より流したアンモニアガスと反応することにより窒化ガリウム系化合物半導体を基板上に成長させる。
【００３１】
第２の窒化ガリウム系化合物半導体の成長条件としては、成長速度が０．５ｍｍ／ｈｏｕｒ以上であり、より好ましくは１〜１００ｍｍ／ｈｏｕｒである。
また、第２の窒化ガリウム系化合物半導体の膜厚としては特に限定されないが、好ましくは２０μｍ〜１ｍｍ、より好ましくは５０μｍ〜２００μｍであり、常圧又は微減圧で成長させる。
【００３２】
第２の窒化ガリウム系化合物半導体としては、アンドープのＧａＮ、ｎ型不純物としてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ及びＳ等の少なくとも１種類をドープしたＧａＮ、又はｐ型不純物をドープしたＧａＮ等を用いることができる。
【００３３】
次に第２の窒化ガリウム系化合物半導体を成長後、この上に第３の窒化ガリウム系化合物半導体を以下の条件で成長させる。
【００３４】
第３の窒化ガリウム系化合物半導体は第２の窒化ガリウム系化合物半導体と同温、又はそれ以上の温度で成長させるのが好ましく、１０００℃以上とする。ただし、第３の窒化ガリウム系化合物半導体と第３の窒化ガリウム系化合物半導体との温度差が大きければ基板に反りが発生するため温度差が少ない方が好ましい。また、第３の窒化物半導体４の膜厚としては、最上面が鏡面になれば特に限定されず３０μｍ以上であればよい。そのため、第３の窒化ガリウム系化合物半導体は膜厚を３０μｍ程度の成長が可能な気相成長法であればＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法等でも行うことができる。
第３の窒化ガリウム系化合物半導体としては、例えば、アンドープＧａＮや、Ｓｉ等のｎ型不純物、又はｐ型不純物をドープしたＧａＮ、Ｍｇ等のｐ型不純物をドープしたＧａＮを用いることができる。
【００３５】
第２の窒化ガリウム系化合物半導体、及び第３の窒化ガリウム系化合物半導体の組成式としては、特に限定されず、一般式ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ＜１）によって表すことができる。
【００３６】
但し、これらは互いに異なる組成であってもよく、アンドープ、ｎ型不純物ドープ、及び／又はｐ型不純物をドープさせた窒化ガリウム系化合物半導体でもよい。また、ｎ型不純物をしては、Ｓｉ、Ｇｅ、及びＳ等であり、ｐ型不純物としてはＭｇ、Ｂｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｚｎ等が挙げられる。
【００３７】
上記の成長方法により得られた窒化ガリウム系化合物基板は、最上面が平坦であり、且つ鏡面となる低欠陥部分を広範囲で有する窒化物半導体基板と成る。
なお、本発明による素子は窒化ガリウム系化合物半導体を用いたものであれば発光素子でも電子デバイスでもよい。
【００３８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
［参考例１］
図１に示すように、基板１としてＣ面を主面、オリフラ面をＡ面とするサファイア基板を用い、ＭＯＣＶＤ装置にセットし、温度１０５０℃で１０分間のサーマルクリーニングを行い水分や表面の付着物を除去した。
【００３９】
次に、温度を５１０℃にして、キャリアガスに水素、原料ガスにアンモニアとトリメチルガリウムを用い、ＧａＮより成るバッファー層を２００オングストロームの膜厚で成長させた。
【００４０】
その後、第１の窒化ガリウム系化合物半導体としてＧａＮから成り平坦性を有する層を成長温度１０５０℃で膜厚２０μｍで形成した。本参考例では、成長時のキャリアガスとして水素を２０．５Ｌ／分、原料ガスとしてアンモニアを５Ｌ／分、トリメチルガリウムを２５ｃｃ／分間、流した。
【００４１】
第１の窒化ガリウム系化合物半導体を成長後、ハイドライド気相エピタキシャル成長装置にセットし、Ｇａメタルを石英ボートに用意し、ハロゲンガスにＨＣｌガスを用いることによりＧａＣｌ３を生成し、次に、Ｎガスであるアンモニアガスと反応させ、アンドープＧａＮよりなる第２の窒化ガリウム系化合物半導体３を成長させた。
第２の窒化ガリウム系化合物半導体の成長温度としては１０００℃であり、成長速度を１ｍｍ／ｈｏｕｒとして、膜厚１００μｍで成長させた。この平面写真を図３に示した。
【００４２】
次に、第２の窒化ガリウム系化合物半導体上に、第３の窒化ガリウム系化合物半導体をハイドライド気相エピタキシャル成長法装置において成長させた。
【００４３】
この時の成長条件としては、成長温度を第２の窒化ガリウム系化合物半導体３と同温とし、第３の窒化ガリウム系化合物半導体４の成長速度を５０μｍ／ｈｏｕｒで膜厚は５０μｍで成長させた。平坦性を有し鏡面である平面写真を図４に示した。
【００４４】
以上により得られた第３の窒化ガリウム系化合物半導体４の表面は平坦かつ鏡面となり、図５に示すようにＣＬ観察によると貫通転位密度は約１×１０６ｃｍ−２であり、低欠陥である窒化ガリウム系化合物半導体基板を提供することができる。
【００４５】
［実施例１］
参考例１において、図２に示すようにＣ面を主面としたサファイア基板１上に第１の窒化ガリウム系化合物半導体２を核として膜厚を０．５μｍで成長させた他は第２の窒化ガリウム系化合物半導体３、及び第３の窒化ガリウム系化合物半導体４を参考例１と同様の条件で成長させ窒化ガリウム系化合物半導体基板を得た。
得られた窒化ガリウム系化合物半導体基板はＣＬ方法により観察すると、参考例１と同様に結晶欠陥が１×１０６／ｃｍ２以下の低欠陥である窒化ガリウム系化合物半導体基板となる。
【００４６】
［参考例２］
参考例１において、第２の窒化ガリウム系化合物半導体基板３の成長速度を０．５ｍｍ／ｈｏｕｒとし、膜厚５０μｍで成長させた他は同様にして窒化ガリウム系化合物半導体基板を成長させた。
得られた窒化ガリウム系化合物半導体基板はＣＬ方法により観察すると、結晶欠陥が１×１０７／ｃｍ２以下となる窒化ガリウム系化合物半導体基板であった。
【００４７】
［参考例３］
以下に参考例１により得られた窒化物半導体を基板とするレーザ素子の構造を示す参考例３について説明する。
【００４８】
（アンドープｎ型コンタクト層１０１）
参考例１で得られたウェーハをＭＯＣＶＤ装置の反応容器内にセットし、１０５０℃で窒化物半導体に、ＴＭＧ（トリメチルガリウム）、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、アンモニアを用い、Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎよりなるアンドープｎ型コンタクト層１０１を１μｍの膜厚で成長させる。この層は、ＧａＮからなる窒化物半導体基板とｎ型コンタクト層をはじめとする半導体素子との間で、緩衝層としての機能を有する。
【００４９】
（ｎ型コンタクト層１０２）
次に得られたバッファ層１０１上にＴＭＧ、ＴＭＡ、アンモニア、不純物ガスとしてシランガスを用い、１０５０℃でＳｉドープしたＡｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎよりなるｎ型コンタクト層１０２を４μｍの膜厚で成長させる。
【００５０】
（クラック防止層１０３）
次に、ＴＭＧ、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、アンモニアを用い、温度を９００℃にしてＩｎ０．０７Ｇａ０．９３Ｎよりなるクラック防止層１０３を０．１５μｍの膜厚で成長させる。なお、このクラック防止層は省略可能である。
【００５１】
（ｎ型クラッド層１０４）
次に、温度を１０５０℃にして、原料ガスにＴＭＡ、ＴＭＧ及びアンモニアを用い、アンドープのＡｌ０．０５Ｇａ０．９５ＮよりなるＡ層を２５Åの膜厚で成長させ、続いて、ＴＭＡを止め、不純物ガスとしてシランガスを用い、Ｓｉを５×１０１８／ｃｍ３ドープしたＧａＮよりなるＢ層を２５Åの膜厚で成長させる。この操作を２００回繰り返しＡ層とＢ層との積層構造とし、総膜厚１μｍの多層膜（超格子構造）よりなるｎ型クラッド層を成長させる。
【００５２】
（ｎ型ガイド層１０５）
次に、同様の温度で、原料ガスにＴＭＧ及びアンモニアを用い、アンドープのＧａＮよりなるｎ型ガイド層１０５を０．１５μｍの膜厚で成長させる。このｎ型ガイド層１０５は、ｎ型不純物をドープしてもよい。
【００５３】
（活性層１０６）
次に、温度を９００℃にし、原料ガスにＴＭＩ（トリメチルインジウム）、ＴＭＧ及びアンモニアを用い、不純物ガスとしてシランガスを用い、Ｓｉを５×１０１８／ｃｍ３ドープしたＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎよりなる障壁層を１４０Åの膜厚、シランガスを止め、アンドープのＩｎ０．１３Ｇａ０．８７Ｎよりなる井戸層を４０Åの膜厚で、障壁層／井戸層／障壁層／井戸層の順に積層し、最後に障壁層として、ＴＭＩ、ＴＭＧ及びアンモニアを用い、アンドープのＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎを成長させる。活性層１０６は、総膜厚５００Åの多重量子井戸構造（ＭＱＷ）となる。
【００５４】
（ｐ型電子閉じ込め層１０７）
次に、活性層と同じ温度で、原料ガスにＴＭＡ、ＴＭＧ及びアンモニアを用い、不純物ガスとしてＣｐ２Ｍｇ（シクロペンタジエニルマグネシウム）を用い、Ｍｇを１×１０１９／ｃｍ３ドープしたＡｌ０．３Ｇａ０．７Ｎよりなるｐ型電子閉じ込め層１０７を１００Åの膜厚で成長させる。
【００５５】
（ｐ型ガイド層１０８）
次に、温度を１０５０℃にして、原料ガスにＴＭＧ及びアンモニアを用い、アンドープのＧａＮよりなるｐ型ガイド層１０８を０．１５μｍの膜厚で成長させる。このｐ型ガイド層は、ｐ型不純物をドープしてもよい。
【００５６】
（ｐ型クラッド層１０９）
次に、１０５０℃でアンドープＡｌ０．０５Ｇａ０．９５ＮよりなるＡ層を２５Åの膜厚で成長させ、続いてＴＭＡを止め、Ｃｐ２Ｍｇを用いて、ＭｇドープＧａＮよりなるＢ層を２５Åの膜厚で成長させ、それを９０回繰り返して総膜厚０．４５μｍの超格子層よりなるｐ型クラッド層１０９を成長させる。ｐ型クラッド層は、ＧａＮとＡｌＧａＮとを積層した超格子構造とする。ｐ型クラッド層１０９を超格子構造とすることによって、クラッド層全体のＡｌ混晶比を上げることができるので、クラッド層自体の屈折率が小さくなり、さらにバンドギャップエネルギーが大きくなるので、しきい値を低下させる上で非常に有効である。
【００５７】
（ｐ型コンタクト層１１０）
最後に、１０５０℃で、ｐ型クラッド層１０９の上に、ＴＭＧ、アンモニア、Ｃｐ２Ｍｇを用い、Ｍｇを１×１０２０／ｃｍ３ドープしたｐ型ＧａＮよりなるｐ型コンタクト層１１０を１５０Åの膜厚で成長させる。
反応終了後、反応容器内において、ウェハを窒素雰囲気中、７００℃でアニーリングを行い、ｐ型層をさらに低抵抗化する。
【００５８】
アニーリング後、窒化物半導体を積層させたウェハを反応容器から取り出し、最上層のｐ型コンタクト層の表面にＳｉＯ２よりなる保護膜を形成して、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を用いＳｉＣｌ４ガスによりエッチングし、ｎ電極を形成すべきｎ型コンタクト層１０２の表面を露出させる。
【００５９】
次に、ＳｉＯ２保護膜を形成し、ＲＩＥを用いＣＦ４ガスによりエッチングすることにより、ストライプ状の導波路領域としてリッジストライプを形成する。
【００６０】
次にリッジストライプ形成後、Ｚｒ酸化物（主としてＺｒＯ２）よりなる絶縁保護膜を、エッチングにより露出したｐ型ガイド層１０８上に０．５μｍの膜厚で形成する。
【００６１】
ｐ型コンタクト層上にｐ型電極をＮｉとＡｕより形成し、また、エッチングにより露出したｎ型コンタクト層上にはＴｉとＡｌよりｎ型電極を形成する。このｐ電極は、リッジ上にストライプ形成されており、同じくストライプ形成されているｎ電極とは平行な方向で形成する。
【００６２】
次に、ＳｉＯ２とＴｉＯ２よりなる誘電体多層膜を設けた後、ｐ,ｎ電極上にＮｉ−Ｔｉ−Ａｕ（１０００Å−１０００Å−８０００Å）よりなるパット電極をそれぞれ設けた。この時、共振器面（反射面側）にもＳｉＯ２とＴｉＯ２よりなる誘電体多層膜が設けられている。
【００６３】
以上のようにして得られたレーザ素子は、室温においてしきい値２．８ｋＡ／ｃｍ２、５〜３０ｍＷの出力において発振波長４０５ｎｍの連続発振のレーザ素子が得られる。得られるレーザ素子の素子寿命は、３０００〜２００００時間が期待できる。
【００６４】
【発明の効果】
以上に示す本発明により、保護膜等を用いた横方向成長基板ではなく、基板全面の結晶欠陥を減らした低欠陥基板を提供することができる。また、本発明により得られた窒化物半導体を基板とし、素子構造を成長させることにより、寿命特性等の素子性能が良好な窒化物半導体が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す窒化物半導体の模式断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態を示す窒化物半導体の模式断面図である。
【図３】本発明の参考例１における第２の窒化ガリウム系化合物半導体の顕微鏡写真である。
【図４】本発明の参考例１における第３の窒化ガリウム系化合物半導体の顕微鏡写真である。
【図５】本発明の参考例１におけるＣＬ写真である。
【符号の簡単な説明】
１・・・基板
２・・・第１の窒化ガリウム系化合物半導体
３・・・第２の窒化ガリウム系化合物半導体
４・・・第３の窒化ガリウム系化合物半導体
１０１・・・アンドープｎ型コンタクト層
１０２・・・ｎ型コンタクト層
１０３・・・クラック防止層
１０４・・・ｎ型クラッド層
１０５・・・ｎ型ガイド層
１０６・・・活性層
１０７・・・ｐ型電子閉じ込め層
１０８・・・ｐ型ガイド層
１０９・・・ｐ型クラッド層
１１０・・・ｐ型コンタクト層
【図１】
0003921947.tif 000002
【図２】
0003921947.tif 000003
【図３】
0003921947.tif 000004
【図４】
0003921947.tif 000005
【図５】
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