(57)【要約】【課題】  空孔の配列を有するフォトニック結晶構造を含む半導体レーザを作製する方法を提供する。【解決手段】基板Ｗ２を成長炉１３にセットして、キャリアガス（窒素）を流しながら成長炉１３の温度を成長温度ＴＧまで上昇する。この昇温中にパターン形成されたＩｎＧａＮ層１７ａの開口１７ｂが影響を受けて、開口１７ｂにおけるＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ成長およびマイグレーションが、ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎの表面に比べて抑制される。窒化ガリウム系半導体層２３（例えばＧａＮ層）をＩｎＧａＮ層１７ａ上に形成する。窒化ガリウム系半導体層（ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ）２３は、開口１７ｂに対応する空孔２５を形成するように成長される。これにより、二次元フォトニック結晶の二次元回折格子２６が形成された。【選択図】図２
2009049044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元フォトニック結晶を含む半導体レーザを作製する方法であって、
窒化ガリウム系半導体領域上に、ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ（０＜Ｘ１＜１）層を成長炉で成長する工程と、
前記ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層を含む第１の基板を前記成長炉から取り出した後に、二次元フォトニック結晶の二次元回折格子のための複数の開口のためのパターン形成を前記ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層に行って、パターン形成されたＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層を形成する工程と、
前記開口に対応する空孔を形成するように、ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ（０≦Ｘ２≦１）層を前記ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層上に形成する工程と
を備える方法。
【請求項２】
前記開口の側面および底面はＩｎＧａＮからなる、ことを特徴とする請求項１に記載された方法。
【請求項３】
前記ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層を形成した後に、前記二次元回折格子のための複数の開口を前記ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層に形成するに先立って、前記ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層上にＧａＮ層を形成する工程を更に備え、
前記第１の基板は前記ＧａＮ層を含み、
前記二次元回折格子のための複数の開口は、前記ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層および前記ＧａＮ層に形成される、ことを特徴とする請求項１に記載された方法。
【請求項４】
前記ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ層を形成するに先立って、前記開口の底面を覆う誘電体層を形成する工程を更に備え、
前記第２の基板は前記誘電体層を含む、ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載された方法。
【請求項５】
前記誘電体層は、シリコン酸化物、シリコン窒化酸化物、シリコン窒化物、ジルコニウム酸化物、チタニウム酸化物、ハフニウム酸化物の少なくともいずれか一つを含む、ことを特徴とする請求項４に記載された方法。
【請求項６】
前記ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ層を形成した後に、活性層を形成する工程を更に備える、ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載された方法。
【請求項７】
前記ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層を形成するに先立って、活性層を形成する工程を更に備える、ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載された方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザを作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、半導体レーザ素子が記載されている。この半導体レーザ素子は、ｐ型クラッド層とｎ型クラッド層との間に挟まれた活性層を含み、またｐ型クラッド層上には、フォトニック結晶層が設けられている。フォトニック結晶層は、ＧａＮエピタキシャル層と、ＧａＮの屈折率よりも低い屈折率の材料とからなる。フォトニック結晶層上には、ＧａＮ層が形成される。
【特許文献１】国際公開２００６／０６２０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載された半導体レーザ素子のフォトニック結晶層は、ＧａＮエピタキシャル層と、ＧａＮの屈折率よりも低い屈折率の材料から成る部分とからなる。一方、ＧａＮの屈折率よりも低い屈折率の材料を用いることなく、窒化ガリウム系半導体領域に設けられた空孔の配列により、フォトニック結晶構造を作成できれば、屈折率差を大きくできる。空孔列を形成するためにパターン形成されたＧａＮ層上に窒化ガリウム系半導体を成長すると、空孔内においても堆積物が成長される。故に、該ＧａＮ層上への結晶成長を行った後には、空孔の形状や配列の一様性が乱される。
【０００４】
本発明は、このような事情を鑑みて為されたものであり、空孔の配列を有するフォトニック結晶構造を含む半導体レーザを作製する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面は、二次元フォトニック結晶を含む半導体レーザを作製する方法である。この方法は、（ａ）窒化ガリウム系半導体領域上に、ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ（０＜Ｘ１＜１）層を成長炉で成長する工程と、（ｂ）前記ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層を含む第１の基板を前記成長炉から取り出した後に、二次元フォトニック結晶の二次元回折格子のための複数の開口のためのパターン形成を前記ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層に行って、パターン形成されたＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層を形成する工程と、（ｃ）前記開口に対応する空孔を形成するように、ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ（０≦Ｘ２≦１）層を前記ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層上に形成する工程とを備える。
【０００６】
本発明の方法によれば、パターン形成のためにＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層を加工して、ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層に開口が形成される。パターン形成されたＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層の開口の表面には、加工によるダメージが残る。成長温度へ向けて第２の基板の温度を上昇した後にＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ層が形成される。この形成において、加工により形成された開口の表面に残ったダメージの影響を受けて、ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ成長およびマイグレーションが、ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎの表面に比べて開口内では抑制される。このため、ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ層の成長により、ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層の開口に対応する空孔が形成され、ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ層およびＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層の開口により、二次元フォトニック結晶のための構造が提供される。
【０００７】
本発明に係る方法では、前記開口の側面および底面はＩｎＧａＮからなることができる。この方法によれば、パターン形成されたＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層の開口の側面および底面が上記の昇温中に影響を受けて、ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ層を成長において、側面および底面のＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ成長およびマイグレーションが抑制される。一方、ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層上にはＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ成長が起こる。ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２ＮはＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層上を基点として横方向成長が行われることで、開口を埋めることなく、開口を覆うようにその上部を成長することができる。このため、ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層の開口に対応する空孔が、ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ層の成長の際に形成される。
【０００８】
本発明に係る方法は、前記ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層を形成した後に、前記二次元回折格子のための複数の開口を前記ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層に形成するに先立って、前記ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層上にＧａＮ層を形成する工程を更に備えることができる。前記第１の基板は前記ＧａＮ層を含み、前記二次元回折格子のための複数の開口は、前記ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層および前記ＧａＮ層に形成される。
【０００９】
この方法よれば、ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ層の成長の際に、ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層の開口の側面および底面と異なって、ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層の上面はＧａＮ層で覆われているので、ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ成長において選択性が向上する。
【００１０】
本発明に係る方法は、前記ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ層を形成するに先立って、前記開口の底面を覆う誘電体層を形成する工程を更に備えることができる。前記第２の基板は前記誘電体層を含む。
【００１１】
この方法によれば、誘電体層の底面およびＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ側面でより開口内における成長を阻害することより、ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層の開口に対応する空孔の形状が良好になる。
【００１２】
本発明に係る方法では、前記誘電体層は、シリコン酸化物、シリコン窒化酸化物、シリコン窒化物、ジルコニウム酸化物、チタニウム酸化物、ハフニウム酸化物の少なくともいずれか一つを含むことができる。
【００１３】
本発明に係る方法は、前記ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ層を形成した後に、活性層を形成する工程を更に備えることができる。この方法によれば、ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層およびＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ層による空孔の配列から成る二次元回折格子は、ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ層の形成の後に形成された活性層と光学的に結合される。或いは、本発明に係る方法は、前記ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層を形成するに先立って、活性層を形成する工程を更に備えることができる。この方法によれば、ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層およびＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ層による空孔の配列から成る二次元回折格子は、ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層に先立って形成された活性層と光学的に結合される。
【００１４】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、空孔の配列を有するフォトニック結晶構造を含む半導体レーザを作製する方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明の半導体レーザを作製する方法に係る実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００１７】
図１および図２は、本実施の形態に係る、二次元フォトニック結晶を含む半導体レーザを作製する方法の主要な工程を示す図面である。本実施の形態では、半導体レーザのためのいくつかの窒化ガリウム系半導体層が、例えば有機金属気相成長法で形成される。
【００１８】
図１（ａ）に示されるように、ＧａＮ基板といった基板１１を成長炉１３にセットする。引き続く例示的な説明では、ｎ導電性を有する基板１１に、半導体レーザのための工程を施していく。基板１１の主面１１ａのサーマルクリーニングを行った後に、ｎ型クラッド層１５を成長する。ｎ型クラッド層１５は例えばＡｌＧａＮといった窒化ガリウム系半導体からなることができる。ｎ型クラッド層１５上には、ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ（０＜Ｘ１＜１）層（以下、ＩｎＧａＮ層と記す）１７を成長する。ＩｎＧａＮ層１７は、例えばｎ型ドーパントを有しており、ｎ型クラッド層１５よりも大きい屈折率を有する。ＩｎＧａＮ層１７を成長した後に、室温近くの温度まで成長炉の温度を下げて、基板Ｗ１を成長炉１３から取り出す。
【００１９】
次いで、二次元フォトニック結晶の二次元回折格子のための複数の開口のためのパターン形成を基板Ｗ１のＩｎＧａＮ層１７に行って、パターン形成されたＩｎＧａＮ層を形成する工程を説明する。図１（ｂ）に示されるように、基板Ｗ１のＩｎＧａＮ層１７上に、二次元回折格子のためのマスク１９を形成する。マスク１９は、二次元回折格子のための開口の配列を有しており、これらの開口は、例えば三角格子、正方格子等の格子に配列される。マスク１９は、例えばレジストからなることができ、電子ビームを走査して二次元回折格子のための開口のためのパターンをフォトレジスト膜に描画して現像して、マスク１９を形成することができる。
【００２０】
マスク１９を用いて、二次元回折格子のための開口をＩｎＧａＮ層１７に形成する。この形成は、エッチングといった加工により行われる。図１（ｃ）に示されるように、例えばドライエッチング装置２１においてマスク１９を用いてＩｎＧａＮ層１７をエッチングして、周期的屈折率分布のパターンが形成されたＩｎＧａＮ層１７ａを形成する。ＩｎＧａＮ層１７ａには、マスク１９の二次元回折格子に対応した開口１７ｂの配列が形成される。各開口１７ｂの側面１７ｃおよび底面１７ｄはＩｎＧａＮからなる。エッチングの後にマスク１９を除去して、基板Ｗ２が提供される。基板Ｗ２は、パターン形成されたＩｎＧａＮ層１７ａを含む。一実施例では、開口１７ｂの深さは、例えば２０ｎｍ以上であることが好ましく、開口が浅すぎるとフォトニック結晶と活性層の結合が小さくなり、十分なフィードバック効果が得られなくなる。開口１７ｂの配列の周期は、二次元回折格子の関連する窒化ガリウム系半導体の屈折率と、発光波長とにより決定される。
【００２１】
基板Ｗ２を成長炉１３にセットして、成長炉１３の温度を成長温度ＴＧまで上昇する。この後に、図２（ａ）に示されるように、窒化ガリウム系半導体層２３をＩｎＧａＮ層１７ａ上に形成する。窒化ガリウム系半導体層２３は、例えばｎ型ＧａＮ層である。窒化ガリウム系半導体層２３は、ＩｎＧａＮ層１７ａ上を基点として横方向成長が行われることで、開口を埋めることなく、開口を覆うようにその上部を成長することができる。このため、開口１７ｂに対応する空孔２５を形成するように成長される。また、ＧａＮ層に替えてＡｌＧａＮ層を成長することもできる。
【００２２】
この方法では、基板Ｗ２が成長炉１３にセットされた後に、基板Ｗ２の温度は成長炉内において成長温度ＴＧへ向けて上昇される。この昇温によって、パターン形成されたＩｎＧａＮ層１７ａの開口１７ｂが影響を受けて、開口１７ｂにおけるＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ成長およびマイグレーションが、ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎの表面に比べて抑制される。このため、ＩｎＧａＮ層１７ａ上を基点としてＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎの横方向成長が行われることで、開口を埋めることなく、開口を覆うようにその上部を成長することができる。このため、ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎの成長により、ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層１７ａの開口１７ｂに対応する空孔２５が形成される。これにより、二次元フォトニック結晶の二次元回折格子２６が形成された。
【００２３】
引き続き、成長炉１３を用いて、いくつかの窒化ガリウム系半導体層の成長を行う。図２（ｂ）に示されるように、窒化ガリウム系半導体層２３上に活性層２７を成長する。この活性層２７は、二次元回折格子２６と光学的に結合される。一実施例では、活性層２７は量子井戸構造２９を有しており、活性層２７の構造はこれに限定されるものではない。この量子井戸構造２９は、交互に配列された井戸層２９ａおよび障壁層２９ｂを含む。井戸層２９ａは例えばＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等からなることができ、また障壁層２９ｂは、井戸層２９ａよりも大きなバンドギャップの材料、例えばＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等からなることができる。
【００２４】
次いで、活性層２７上に窒化ガリウム系半導体層３１が成長される。窒化ガリウム系半導体層３１は、例えばＧａＮ層であることができ、好ましくは、ドーパントによる光吸収を避けるためにアンドープ層からなる。
【００２５】
窒化ガリウム系半導体層３１上に、電子ブロック層３３、ｐ型クラッド層３５およびｐ型コンタクト層３７が順に成長される。電子ブロック層３３は、例えば窒化ガリウム系半導体層３１より大きなバンドギャップのＡｌＧａＮ層からなることができ、好ましくはｐ型ドーパントを含む。ｐ型クラッド層３５は、活性層２５に正孔を供給すると共に、光閉じ込めのために活性層２５の屈折率よりも小さな窒化ガリウム系半導体からなる。ｐ型クラッド層３５は、例えばＡｌＧａＮ層からなることができる。ｐ型コンタクト層３７は、良好な電気接触を提供するために、高濃度のドーパントを含むことが好ましい。ｐ型コンタクト層３７は、例えばｐ型ＧａＮ層またはｐ型ＡｌＧａＮ層からなることができる。これらの成長により、基板Ｗ３が提供される。
【００２６】
必要な場合には、基板１１の研削を行う。図２（ｃ）に示されるように、ｐ型コンタクト層３７上にｐ電極４１ａを形成すると共に、基板１１の裏面１１ｂにｎ電極４１ｂを形成する。
【００２７】
（実施例１）
有機金属気相成長法を用いて，青紫色二次元フォトニック結晶（ｎ側）レーザを作製した。原料として、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、アンモニア（ＮＨ３）、モノシラン（ＳｉＨ４）、シクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）を用いた。（０００１）面ｎ型窒化ガリウム基板をサセプタ上に配置した後に、成長炉にＮＨ３とＨ２を供給して炉内の圧力３０ｋＰａにおいて、摂氏１１００度の基板温度で１０分間のサーマルクリーニングを行った。炉内圧力を大気圧にした後に、以下の順に成膜を行った。まず、ＴＭＧ、ＴＭＡ、ＮＨ３、ＳｉＨ４を供給し、摂氏１１００度の基板温度で厚さ２μｍのｎ型Ａｌ０．０３Ｇａ０．９７Ｎを成長し、またＴＭＧ、ＴＭＩ、ＴＭＡ、ＮＨ３、ＳｉＨ４を供給し、回折格子のための厚さ１００ｎｍのｎ型Ｉｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎを摂氏８８０度の基板温度で成長した。基板を降温した後に、成長炉からエピタキシャルウエハを取り出し、以下のとおりフォトニック結晶のためのマスクを形成した。電子ビーム露光用フォトレジストをウエハ上に塗布し、スピンコータを用いて均一なレジスト膜を形成した。電子ビーム露光装置を用いて、レジスト膜の３００μｍ角のエリア内に、フォトニック結晶のための正方格子パターン（直径７０ｎｍ、ピッチ１６６ｎｍ）に描画した。レジスト膜の現像を行ってマスクを形成した後に、反応性イオンエッチング装置にウエハを配置した。レジストマスクを用いてエッチングガスＣｌ２によりｎ型ＩｎＧａＮ層を部分的に除去して転写し、パターンに対応した開口の配列を有するＩｎＧａＮ層を形成した。この後に、結晶成長のためにウエハからレジストマスクを除去した。
【００２８】
ウエハをサセプタ上に配置した後に、基板温度を成長温度に上昇させる。摂氏１１００度の基板温度、炉内圧力３０ｋＰａ、および、ＴＭＧ、ＮＨ３、ＳｉＨ４を成長炉で供給し、２００ｎｍのｎ型ＧａＮ層を成長して、ＩｎＧａＮ層の凹部に対応した空孔の配列を形成した。成長炉の温度を下げて、３周期の量子井戸構造を有する活性層を形成する。摂氏８８０度の基板温度で、ＴＭＧ、ＴＭＩ、ＮＨ３を供給し、厚さ１５ｎｍのアンドープＩｎ０．０１Ｇａ０．９９Ｎ障壁層を成長した。摂氏８００度の基板温度で、ＴＭＧ、ＴＭＩ、ＮＨ３を供給し、厚さ３ｎｍのアンドープＩｎ０．０７Ｇａ０．９３Ｎ井戸層を成長した。成長炉の温度を上げて、摂氏１１００度の成長温度においてＴＭＧ、ＮＨ３を供給し、厚さ５０ｎｍのアンドープＧａＮ層を成長した。ＴＭＧ、ＴＭＡ、ＮＨ３、Ｃｐ２Ｍｇを供給し、厚さ２０ｎｍのｐ型Ａｌ０．１２Ｇａ０．８８Ｎ電子ブロック層を成長した。ＴＭＧ、ＴＭＡ、ＮＨ３、Ｃｐ２Ｍｇを供給し、厚さ６００ｎｍのｐ型Ａｌ０．０７Ｇａ０．９３Ｎクラッド層を成長した。ＴＭＧ、ＮＨ３、Ｃｐ２Ｍｇを供給し、厚さ５０ｎｍのｐ型ＧａＮコンタクト層を成長した。これらの成長の後に、エピタキシャルウエハＥ１を成長から取り出して、Ｎｉ／Ａｕよりなるアノード電極をｐ型ＧａＮ層上に形成した。ＧａＮ基板を厚さ１００μｍまで研削した後に、基板の裏面にカソード電極を形成した。
【００２９】
３００μｍ角のフォトニック結晶パターンを含む様に１ｍｍ角のチップを切り出した。この青紫色二次元フォトニック結晶レーザ素子に室温でパルス電流（周波数１ｋＨｚ、パルス幅５００ｎｓｅｃ）を印加したとき、発振波長４０５ｎｍでレーザ発振が生じた。
【００３０】
参考例として、回折格子のための厚さ１００ｎｍのｎ型Ｉｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎ層に替えて、厚さ１００ｎｍのｎ型ＧａＮ層を成長して、エピタキシャルウエハＲ１を形成した。
【００３１】
エピタキシャルウエハＥ１、Ｒ１の断面形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察した。図３（ａ）は、実施例における空孔の配列を撮影したＳＥＭ像を示す図面である。図３（ａ）を参照すると、良好な空孔形状が得られた。図３（ｂ）は、参考例における空孔の配列を撮影したＳＥＭ像を示す図面である。図３（ｂ）を参照すると、空孔内部での横方向成長により，空孔形状が変形した。
【００３２】
図４および図５は、本実施の形態の変形例に係る、二次元フォトニック結晶を含む半導体レーザを作製する方法の主要な工程を示す図面である。この実施の形態では、活性層を成長した後に、二次元フォトニック結晶のための構造が形成される。半導体レーザのためのいくつかの窒化ガリウム系半導体層は、上記の実施の形態と同様に例えば有機金属気相成長法で形成される。
【００３３】
ＧａＮ基板といった基板１１を成長炉１３にセットすると共に、基板１１の主面１１ａのサーマルクリーニングを行った後に、図４（ａ）に示されるように、ｎ型クラッド層１５を成長する。ｎ型クラッド層１５は例えばＡｌＧａＮ層１５からなる。ｎ型クラッド層１５上には、引き続き、成長炉１３を用いて、いくつかの窒化ガリウム系半導体層の成長を行う。この実施例では、ｎ型クラッド層１５上に活性層２７を成長する。活性層２７に替えて別の構造の活性層を成長することができる。活性層２７上に窒化ガリウム系半導体層３１が成長される。窒化ガリウム系半導体層２３は、例えばＧａＮ層であることができ、好ましくは、ドーパントによる光吸収を避けるためにアンドープ層からなる。窒化ガリウム系半導体層３１上に、電子ブロック層３３が成長される。次いで、電子ブロック層３３上に、ｎ型窒化ガリウム系半導体層４３を成長する。ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ（０＜Ｘ１＜１）層（以下、ＩｎＧａＮ層と記す）４３は、例えばｎ型ドーパントを有しており、クラッド層よりも大きい屈折率を有する。ＩｎＧａＮ層４３を成長した後に、室温近くの温度まで成長炉の温度を下げて、基板Ｗ４を成長炉１３から取り出す。
【００３４】
次いで、二次元フォトニック結晶の二次元回折格子のための複数の開口のパターン形成を基板Ｗ４のＩｎＧａＮ層４３に行って、パターン形成されたＩｎＧａＮ層を形成する工程を説明する。図４（ｂ）に示されるように、基板Ｗ４のＩｎＧａＮ層４３上に、先の実施の形態と同様に、二次元回折格子のためのマスク１９を形成する。
【００３５】
マスク１９を用いて、二次元回折格子のための開口をＩｎＧａＮ層４３に形成する。この形成は、エッチングにより行われる。図４（ｃ）に示されるように、例えばドライエッチング装置２１においてマスク１９を用いてＩｎＧａＮ層４３をエッチングして、パターン形成されたＩｎＧａＮ層４３ａを形成する。ＩｎＧａＮ層４３ａは、マスク１９の二次元回折格子に対応した開口４３ｂの配列が形成される。各開口４３ｂの側面４３ｃおよび底面４３ｄはＩｎＧａＮからなる。エッチングの後にマスク１９を除去して、基板Ｗ５が提供される。基板Ｗ５は、パターン形成されたＩｎＧａＮ層４３ａを含む。一実施例では、開口４３ｂの深さは、例えば２０ｎｍ以上であることが好ましく、開口が浅すぎるとフォトニック結晶と活性層の結合が小さくなり、十分なフィードバック効果が得られなくなる。開口４３ｂの配列の周期は、既に説明したように、二次元回折格子の関連する窒化ガリウム系半導体の屈折率と発光波長とにより決定される。
【００３６】
基板Ｗ５を成長炉１３にセットして、成長炉１３の温度を成長温度ＴＧまで上昇する。この後に、図５（ａ）に示されるように、窒化ガリウム系半導体層４７をＩｎＧａＮ層４３ａ上に形成する。窒化ガリウム系半導体層４７は、例えばｐ型ＧａＮ層である。窒化ガリウム系半導体層４７は、ＩｎＧａＮ層４３ａ上を基点として横方向成長が行われることで、開口を埋めることなく、開口を覆うようにその上部を成長することができる。このため、開口４３ｂに対応する空孔４５を形成するように成長される。また、ＧａＮ層に替えてＡｌＧａＮ層を成長することもできる。故に、窒化ガリウム系半導体層４７は、ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ（０≦Ｘ２≦１）層と表される。
【００３７】
この方法では、基板Ｗ５の温度は成長炉内において成長温度ＴＧへ向けて上昇される。この昇温により、パターン形成されたＩｎＧａＮ層４３ａの開口４３ｂが影響を受けて、開口４３ｂにおけるＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ成長およびマイグレーションが、ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎの表面に比べて抑制される。このため、ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎの成長により、開口４３ｂに対応する空孔４５が形成される。これにより、二次元フォトニック結晶の二次元回折格子４６が形成された。この二次元回折格子４６は、活性層２７と光学的に結合される。
【００３８】
引き続き、成長炉１３を用いて、窒化ガリウム系半導体層４７上にｐ型クラッド層３５の成長を行い、続いてｐ型コンタクト層３７の成長を行う。ｐ型コンタクト層３７は、良好な電気接触を提供するために、高濃度のドーパントを含むことが好ましい。ｐ型コンタクト層３７は、例えばｐ型ＧａＮ層からなることができる。これらの成長により、基板Ｗ６が提供される。
【００３９】
図５（ｃ）に示されるように、必要な場合には、基板１１の研削を行う。ｐ型コンタクト層３７上にｐ電極４１ａを形成すると共に、基板１１の裏面１１ｂにｎ電極４１ｂを形成する。
【００４０】
（実施例２）
実施例１と同様に有機金属気相成長法を用いて、青紫色二次元フォトニック結晶（ｐ側）レーザを作製した。（０００１）面ｎ型窒化ガリウム基板をサセプタ上に配置した後に、実施例１と同様にサーマルクリーニングを行った。炉内圧力を大気圧にした後に、以下の順に成膜を行った。まず、ＴＭＧ、ＴＭＡ、ＮＨ３、ＳｉＨ４を供給し、厚さ２μｍのｎ型Ａｌ０．０３Ｇａ０．９７Ｎを成長する。成長炉の温度を下げて、３周期の量子井戸構造を有する活性層を形成する。摂氏８８０度の基板温度で、ＴＭＧ、ＴＭＩ、ＮＨ３を供給し、厚さ１５ｎｍのアンドープＩｎ０．０１Ｇａ０．９９Ｎ障壁層を成長した。摂氏８００度の基板温度で、ＴＭＧ、ＴＭＩ、ＮＨ３を供給し、厚さ３ｎｍのアンドープＩｎ０．０７Ｇａ０．９３Ｎ井戸層を成長した。成長炉の温度を上げて、摂氏１１００度の成長温度においてＴＭＧ、ＮＨ３を供給し、厚さ５０ｎｍのアンドープＧａＮ層を成長した。ＴＭＧ、ＴＭＡ、ＮＨ３、Ｃｐ２Ｍｇを供給し、厚さ２０ｎｍのｐ型Ａｌ０．１２Ｇａ０．８８Ｎ電子ブロック層を成長した。次いで、ＴＭＧ、ＴＭＩ、ＴＭＡ、ＮＨ３、ＳｉＨ４を供給し、回折格子のための厚さ１００ｎｍのｐ型Ｉｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎを摂氏８８０度の基板温度で成長した。
【００４１】
成長炉からエピタキシャルウエハを取り出し、以下のとおりフォトニック結晶のためのマスクを形成した。電子ビーム露光用フォトレジストをウエハ上に塗布し、スピンコータを用いて均一なレジスト膜を形成した。電子ビーム露光装置を用いて、レジスト膜の３００μｍ角のエリア内に、フォトニック結晶のための正方格子パターン（直径７０ｎｍ、ピッチ１６６ｎｍ）に描画した。レジスト膜の現像を行ってマスクを形成した後に、反応性イオンエッチング装置にウエハを配置した。レジストマスクを用いて，転写のために、エッチングガスＣｌ２を用いてｎ型ＩｎＧａＮ層を部分的に除去して、パターンに対応した開口配列を有するＩｎＧａＮ層を形成した。この後に、結晶成長のためにウエハからレジストマスクを除去した。
【００４２】
ウエハをサセプタ上に配置した後に、基板温度を成長温度に上昇する。摂氏１１００度の基板温度および炉内圧力３０ｋＰａで、ＴＭＧ、ＮＨ３、Ｃｐ２Ｍｇを供給し、２００ｎｍのｐ型ＧａＮ層を成長して、ＩｎＧａＮ層の凹部に対応した空孔の配列を形成した。ＴＭＧ、ＴＭＡ、ＮＨ３、Ｃｐ２Ｍｇを供給し、厚さ６００ｎｍのｐ型Ａｌ０．０７Ｇａ０．９３Ｎクラッド層を成長した。ＴＭＧ、ＮＨ３、Ｃｐ２Ｍｇを供給し、厚さ５０ｎｍのｐ型ＧａＮコンタクト層を成長した。これらの成長の後に、エピタキシャルウエハＥ１を成長から取り出して、Ｎｉ／Ａｕよりなるアノード電極をｐ型ＧａＮ層上に形成した。ＧａＮ基板を厚さ１００μｍまで研削した後に、基板の裏面にカソード電極を形成した。
【００４３】
３００μｍ角のフォトニック結晶パターンを含む様に１ｍｍ角のチップを切り出した。この青紫色二次元フォトニック結晶レーザ素子に室温でパルス電流（周波数１ｋＨｚ、パルス幅５００ｎｓｅｃ）を印加したとき、発振波長４０５ｎｍでレーザ発振が生じた。
【００４４】
図６および図７は、本実施の形態の別の変形例に係る、二次元フォトニック結晶を含む半導体レーザを作製する方法の主要な工程を示す図面である。この実施の形態では、ＩｎＧａＮ層に開口を形成した後に、開口の底部に誘電体の堆積物が形成される。この形成の後に、二次元フォトニック結晶のための構造が形成される。半導体レーザのためのいくつかの窒化ガリウム系半導体層は、上記の実施の形態と同様に例えば有機金属気相成長法で形成される。
【００４５】
図６（ａ）に示されるように、ＧａＮ基板といった基板１１を成長炉１３にセットする。引き続く説明では、例示としてｎ導電性を有する基板１１上に、半導体レーザのための工程を施していく。基板１１の主面１１ａのサーマルクリーニングを行った後に、ｎ型クラッド層１５およびＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層１８を成長する。ＩｎＧａＮ層１８の形成をＩｎＧａＮ層１７と同様に成長した後に、室温近くの温度まで成長炉の温度を下げて、基板Ｗ７を成長炉１３から取り出す。
【００４６】
次いで、図６（ｂ）に示されるように、基板Ｗ７のＩｎＧａＮ層１８上に、二次元回折格子のためのマスク１９を形成する。マスク１９を用いて、二次元回折格子のための開口をＩｎＧａＮ層１８に形成する。例えばドライエッチング装置２１においてマスク１９を用いてＩｎＧａＮ層１８をエッチングして、パターン形成されたＩｎＧａＮ層１８ａを形成する。ＩｎＧａＮ層１８ａは、マスク１９の二次元回折格子に対応した開口１８ｂの配列を有する。各開口１８ｂの側面１８ｃはＩｎＧａＮからなる。
【００４７】
次いで、マスク１９を除去することなく、図６（ｃ）に示されるように、ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ層を形成するに先立って誘電体層５１を形成する。この形成は、例えば蒸着等により行われる。誘電体層５１の第１の部分５１ａは開口１８ｂの底面１８ｄを覆う。誘電体層５１の第２の部分５１ｂはマスク１９を覆う。この後に、マスク１９を除去することによって、図７（ａ）に示されるように、マスク１９上の第２の部分５１ｂを除去して基板Ｗ８を生成する。誘電体層５１の厚さは開口１８ｂの深さよりも小さい。基板Ｗ８は、開口１８ｂの底面１８ｄ上に誘電体層５１ａが設けられており、また側面１８ｃにはＩｎＧａＮからなる。一実施例では、開口１８ｂの深さは、例えば２０ｎｍ以上であることが好ましく、開口が浅すぎるとフォトニック結晶と活性層の結合が小さくなり、十分なフィードバック効果が得られなくなる。また、誘電体層５１ａの厚さが厚すぎると、開口内の平均屈折率が上がり、フォトニック結晶としても効果が低減する。
【００４８】
基板Ｗ８を成長炉１３にセットして、成長炉１３の温度を成長温度ＴＧまで上昇させる。この後に、図７（ｂ）に示されるように、窒化ガリウム系半導体層２３をＩｎＧａＮ層１８ａ上に形成する。窒化ガリウム系半導体層２３は、例えばｎ型ＧａＮ層またはＡｌＧａＮ層である。窒化ガリウム系半導体層２３は、ＩｎＧａＮ層１８ａ上を基点として横方向成長が行われることで、開口を埋めることなく、開口を覆うようにその上部を成長することができる。このため、開口１８ｂに対応する空孔２５を形成するように成長される。
【００４９】
この方法によれば、誘電体層５１ａおよびＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ側面１８ｃにより開口１８ｂ内における成長を阻害することよって、ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層の開口に対応する空孔５５の形状が良好になる。
【００５０】
誘電体層の材料としては、ＳｉＯ２といったシリコン酸化物、ＳｉＯＮといったシリコン窒化酸化物、ＳｉＮといったシリコン窒化物、ＺｒＯ２といったジルコニウム酸化物、ＴｉＯ２といったチタニウム酸化物、ＨｆＯ２といったハフニウム酸化物の少なくともいずれかからなることができる。
【００５１】
既に行った説明から理解されるように、引き続き、活性層等を成長する。また、活性層を形成した後にフォトニック結晶構造を形成する製造方法（例えば、実施例２）において、誘電体の堆積物を用いる方法を採用することができる。
【００５２】
（実施例３）
青紫色二次元フォトニック結晶（ｎ側）レーザを作製した。（０００１）面ｎ型窒化ガリウム基板上に厚さ２μｍのｎ型Ａｌ０．０３Ｇａ０．９７Ｎおよび厚さ１００ｎｍのｎ型Ｉｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎを成長した。成長炉からエピタキシャルウエハを取り出し、以下のとおりフォトニック結晶のためのマスクを形成した。レジストマスクを用いて，エッチングガスＣｌ２を用いてｎ型ＩｎＧａＮ層を部分的に除去して、パターンに対応した開口配列を有するＩｎＧａＮ層を形成して基板を作製した。次いで、リフトオフのためにレジストマスクを除去することなく、この基板を電子ビーム蒸着装置内に配置して、厚さ１０ｎｍのＳｉＯ２膜を蒸着した。レジストマスクと共に、レジストマスク上のＳｉＯ２膜を除去して、空孔の底部にＺｒＯ２膜を残した。
【００５３】
このウエハをサセプタ上に配置した。基板温度を成長温度に上昇させた後に、摂氏１１００度の基板温度および炉内圧力３０ｋＰａで、ＴＭＧ、ＮＨ３、ＳｉＨ４を供給し、２００ｎｍのｎ型ＧａＮ層を成長して、ＩｎＧａＮ層の凹部に対応した空孔の配列を形成した。さらに、引き続く結晶成長を行うと共に、電極を形成した。この後に、３００μｍ角のフォトニック結晶パターンを含む様に１ｍｍ角のチップを切り出した。この青紫色二次元フォトニック結晶レーザ素子に室温でパルス電流（周波数１ｋＨｚ、パルス幅５００ｎｓｅｃ）を印加したとき、発振波長４０５ｎｍでレーザ発振が生じた。実施例３では誘電体膜を実施例１および２においても同様に用いることができる。
【００５４】
図８および図９は、本実施の形態の別の変形例に係る、二次元フォトニック結晶を含む半導体レーザを作製する方法の主要な工程を示す図面である。この実施の形態では、ＩｎＧａＮ層に開口を形成するに先立って、追加の窒化ガリウム系半導体層が形成される。この形成の後に、二次元フォトニック結晶のための構造が形成される。半導体レーザのためのいくつかの窒化ガリウム系半導体層は、上記の実施の形態と同様に例えば有機金属気相成長法で形成される。
【００５５】
図８（ａ）に示されるように、ＧａＮ基板といった基板１１を成長炉１３にセットする。引き続く説明では、例示としてｎ導電性を有する基板１１上に、半導体レーザのための工程を施していく。基板１１の主面１１ａのサーマルクリーニングを行った後に、ｎ型クラッド層１５およびＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層（以下、ＩｎＧａＮ層と記す）１６を成長する。ＩｎＧａＮ層１６の形成をＩｎＧａＮ層１７と同様に成長した後に、窒化ガリウム系半導体からなるキャップ層２０を成長する。キャップ層２０の厚さは、ＩｎＧａＮ層１６の厚さよりも薄い。キャップ層２０としては、例えばｎ型ＧａＮ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層を用いることができる。この成長の後に、室温近くの温度まで成長炉の温度を下げて、基板Ｗ９を成長炉１３から取り出す。
【００５６】
次いで、図８（ｂ）に示されるように、基板Ｗ９のキャップ層２０上に、二次元回折格子のためのマスク１９を形成する。図９（ａ）に示されるように、マスク１９を用いて、二次元回折格子のための開口をＩｎＧａＮ層１６およびキャップ層２０に形成する。例えばドライエッチング装置２１においてマスク１９を用いてＩｎＧａＮ層１６およびキャップ層２０をエッチングして、パターン形成されたＩｎＧａＮ層１６ａおよびキャップ層２０ａを形成する。ＩｎＧａＮ層１６ａおよびキャップ層２０ａは、マスク１９の二次元回折格子に対応した開口１６ｂの配列を有する。各開口１６ｂの側面１６ｃは主にＩｎＧａＮからなる。開口１６ｂが形成される。エッチングの後にマスク１９を除去して、基板Ｗ１０が提供される。基板Ｗ１０は、パターン形成されたＩｎＧａＮ層１６ａおよびキャップ層２０ａを含む。実施例では、開口１６ｂの深さは、例えば２０ｎｍ以上であることが好ましく、開口が浅すぎるとフォトニック結晶と活性層の結合が小さくなり、十分なフィードバック効果が得られなくなる。実施例では、キャップ層２０の厚さが厚すぎた場合、開口の側面に露出するＩｎＧａＮの面積が少なくなるのでその効果が低減する。
【００５７】
基板Ｗ１０を成長炉１３にセットして、成長炉１３の温度を成長温度ＴＧまで上昇する。この後に、図９（ｂ）に示されるように、窒化ガリウム系半導体層２３をＩｎＧａＮ層１６ａおよびキャップ層２０ａ上に形成する。窒化ガリウム系半導体層２３は、例えばｎ型ＧａＮ層である。窒化ガリウム系半導体層２３は、ＩｎＧａＮ層２０ａ上を基点として横方向成長が行われることで、開口を埋めることなく、開口を覆うようにその上部を成長することができる。このため、開口１６ｂに対応する空孔２５を形成するように成長される。また、ＧａＮ層に替えてＡｌＧａＮ層を成長することもできる。故に、窒化ガリウム系半導体層２３はＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ層と表される。
【００５８】
この方法では、基板Ｗ１０は、成長炉１３にセットされた後に、基板Ｗ１０の温度は成長炉内において成長温度ＴＧへ向けて上昇される。この昇温中にパターン形成され半導体層１６ａ、２０ａの開口１６ｂが影響を受けて、開口１６ｂにおけるＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ成長およびマイグレーションが、再成長表面に比べて抑制される。このため、ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎの成長により、ＩｎＧａＮ層２０ａ上を基点として横方向成長が行われることで、開口を埋めることなく、開口を覆うようにその上部を成長することができる。このため、開口１６ｂに対応する空孔２５が形成される。これにより、二次元フォトニック結晶の二次元回折格子２４が形成された。
【００５９】
既に行った説明から理解されるように、引き続き、活性層等を成長する。また、活性層を形成した後にフォトニック結晶構造を形成する製造方法において、追加のＧａＮ層を用いる方法を採用することができる。さらに、開口１６ｂの底面上に誘電体層５１ａを成長するようにしてもよい。
【００６０】
（実施例４）
青紫色二次元フォトニック結晶（ｎ側）レーザを作製した。（０００１）面ｎ型窒化ガリウム基板上に厚さ２μｍのｎ型Ａｌ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ、厚さ１００ｎｍのｎ型Ｉｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎおよび厚さ１０ｎｍのｎ型ＧａＮを成長した。成長炉からエピタキシャルウエハを取り出し、以下のとおりフォトニック結晶のためのマスクを形成した。レジストマスクを用いて、エッチングガスＣｌ２を用いてｎ型ＩｎＧａＮ層およびｎ型ＧａＮ層を部分的に除去して、パターンに対応した凹部の配列を有するＩｎＧａＮ層およびｎ型ＧａＮ層を形成して基板を作製した。次いで、レジストマスクを除去した後に、このウエハをサセプタ上に配置した。基板温度を成長温度に上昇させた後に、摂氏１１００度の基板温度および炉内圧力３０ｋＰａで、ＴＭＧ、ＮＨ３、ＳｉＨ４を供給し、２００ｎｍのｎ型ＧａＮ層を成長して、ＩｎＧａＮ層の凹部に対応した空孔の配列を形成した。さらに、引き続く結晶成長を行うと共に、電極を形成した。３００μｍ角のフォトニック結晶パターンを含む様に１ｍｍ角のチップを切り出した。この青紫色二次元フォトニック結晶レーザ素子に室温でパルス電流（周波数１ｋＨｚ、パルス幅５００ｎｓｅｃ）を印加したとき、発振波長４０５ｎｍでレーザ発振が生じた。実施例１〜３においても、実施例４で用いたキャップ膜を同様に用いることができる。
【００６１】
本実施の形態の回折格子の形成においては、ＩｎＧａＮの成長温度は、他の窒化ガリウム系半導体、例えばＧａＮ、ＡｌＧａＮの成長温度に比べて低いので、本実施の形態において用いた加工等によりダメージが残りやすい。エッチング等の加工により、開口の側面および底面にダメージは与えられる。このため、加工の後においては、ＩｎＧａＮの上面の結晶品質は、開口の側面および底面の結晶品質と異なったものになる。この違いを利用して、結晶成長の選択性を向上できる。したがって、半導体レーザを作製する方法において、フォトニック結晶構造のための空孔配列が形成される。
【００６２】
ＧａＮキャップ層の採用および水素雰囲気中での昇温では、最表面がＩｎＧａＮからなる場合、水素雰囲気における昇温ではエッチング効果が大きく、ダメージがさらに導入される。故に、ＧａＮキャップ層を用いない場合には、全面でダメージが導入される。これに対して、ＧａＮキャップ層を用いる場合には、水素雰囲気中での昇温でもＧａＮに対してはダメージがほとんど導入されない。故に、側壁・底面に対する選択性を更に大きく取ることが可能となる。
【００６３】
以上説明したように、ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層に開口と再成長表面を形成する際に、開口を形成するための加工による影響が開口表面に残るので、表面マイグレーションが小さくなる。故に、開口内における再成長が抑制された。また、引き続く再成長の結晶成長を横方向成長促進の条件例えば高温・高速・低成長圧力で行えば、ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ再成長表面において横方向成長が促進されて、ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ層の開口に対応する空孔が形成される。
【００６４】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、本実施の形態に係る、二次元フォトニック結晶を含む半導体レーザを作製する方法の主要な工程を示す図面である。
【図２】図２は、本実施の形態に係る、二次元フォトニック結晶を含む半導体レーザを作製する方法の主要な工程を示す図面である。
【図３】図３（ａ）は、実施例における空孔の配列を撮影したＳＥＭ像を示す図面である。図３（ｂ）は、参考例における空孔の配列を撮影したＳＥＭ像を示す図面である。
【図４】図４は、本実施の形態の変形例に係る、二次元フォトニック結晶を含む半導体レーザを作製する方法の主要な工程を示す図面である。
【図５】図５は、本実施の形態の変形例に係る、二次元フォトニック結晶を含む半導体レーザを作製する方法の主要な工程を示す図面である。
【図６】図６は、本実施の形態の別の変形例に係る、二次元フォトニック結晶を含む半導体レーザを作製する方法の主要な工程を示す図面である。
【図７】図７は、本実施の形態の別の変形例に係る、二次元フォトニック結晶を含む半導体レーザを作製する方法の主要な工程を示す図面である。
【図８】図８は、本実施の形態の別の変形例に係る、二次元フォトニック結晶を含む半導体レーザを作製する方法の主要な工程を示す図面である。
【図９】図９は、本実施の形態の別の変形例に係る、二次元フォトニック結晶を含む半導体レーザを作製する方法の主要な工程を示す図面である。
【符号の説明】
【００６６】
Ｗ１〜Ｗ１０…基板、ＴＧ…成長温度、Ｅ１、Ｒ１…エピタキシャルウエハ、１１…基板、１３…成長炉、１５…ｎ型クラッド層、１６、１７、１８、４３…ＩｎＸ１Ｇａ１−Ｘ１Ｎ（０＜Ｘ１＜１）層、１９…二次元回折格子のためのマスク、２１…ドライエッチング装置、１６ａ、１７ａ、１８ａ、４３ａ…パターン形成されたＩｎＧａＮ層、１６ｂ、１７ｂ、１８ｂ、４３ｂ…二次元回折格子に対応した開口、１６ｃ、１７ｃ、１８ｃ、４３ｃ…開口の側面、１６ｄ、１７ｄ、１８ｄ、４３ｄ…開口の底面、２０、２０ａ…キャップ層、２３、４７…ＡｌＸ２Ｇａ１−Ｘ２Ｎ（０≦Ｘ２≦１）層、２５、５５…空孔、２４、２６、４６…二次元フォトニック結晶の二次元回折格子、２７…活性層、２９…量子井戸構造、３１…窒化ガリウム系半導体層、３３…電子ブロック層、３５…ｐ型クラッド層、３７…ｐ型コンタクト層、４１ａ…ｐ電極、４１ｂ…ｎ電極、５１、５１ａ、５１ｂ…誘電体層  
【図１】
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【図２】
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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３】
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