(57)【要約】 【課題】劣化を確実に抑制することができる半導体光素子を提供すること。【解決手段】半導体レーザ素子は、一方向に延在する導波路領域（通電領域Ａ’）が形成された半導体層（活性層４）を有する。半導体層（活性層４）の下方には、半導体層（活性層４）の導波路領域（通電領域Ａ’）を除く他の領域に面欠陥１５を形成するための面欠陥発生誘導体１０が複数離間して配置されている。半導体層（活性層４）表面側からの平面視において面欠陥発生誘導体１０と、導波路領域（通電領域Ａ’）とが離間配置されるとともに、導波路領域（通電領域Ａ’）の延在方向に沿って複数の面欠陥発生誘導体１０が点在している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に延在する導波路領域が形成された半導体層を有する半導体光素子において、
前記半導体層の下方には、前記半導体層の前記導波路領域を除く他の領域に面欠陥を形成するための面欠陥発生誘導体が複数離間して配置されており、
前記半導体層表面側からの平面視において前記各面欠陥発生誘導体と、前記導波路領域とが離間配置されるとともに、前記導波路領域の延在方向に沿って複数の前記面欠陥発生誘導体が点在している半導体光素子。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体光素子において、
前記半導体層表面側からの平面視において、前記他の領域の前記導波路領域近傍における前記面欠陥発生誘導体の配置密度は、前記他の領域の前記導波路領域近傍をのぞいた領域における前記面欠陥発生誘導体の配置密度よりも高い半導体光素子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体光素子において、
前記面欠陥発生誘導体の配列ピッチが５０μｍ以上である半導体光素子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体光素子において、
前記面欠陥発生誘導体は、前記半導体層表面側からの平面視において、前記導波路領域から２５μｍ以上離間して配置される半導体光素子。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体光素子において、
前記面欠陥発生誘導体の前記半導体層表面に沿った長さが、０．１μｍ以上１０μｍ以下である半導体光素子。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の半導体光素子において、
当該半導体光素子は、半導体発光素子であり、
前記半導体層は、基板上に設けられた活性層であり、前記導波路領域は、通電領域である半導体光素子。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体光素子において、
前記面欠陥発生誘導体は、少なくとも、ＡｌおよびＮを含む薄膜により形成されている半導体光素子。
【請求項８】
請求項６に記載の半導体光素子において、
前記面欠陥発生誘導体は、前記基板表面に形成された凹部である半導体光素子。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれかに記載の半導体光素子において、
前記基板がＧａＮ基板であり、
前記活性層が少なくともＩｎ、ＧａおよびＮを含む層からなる半導体光素子。
【請求項１０】
請求項９に記載の半導体光素子において、
前記活性層がＩｎｘ１Ｇａ１−ｘ１Ｎ井戸層／Ａｌｙ２Ｉｎｘ２Ｇａ１−ｘ２−ｙ２Ｎバリア層（０<ｘ１<１，０≦ｙ２<１，０≦ｘ２<１，０≦ｙ２＋ｘ２<１）の量子井戸構造であり、
ｘ１が０．１７以上０．３９以下である半導体光素子。
【請求項１１】
請求項６乃至１０のいずれかに記載の半導体光素子において、
前記活性層の発光波長が４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下である半導体光素子。
【請求項１２】
一方向に延在する導波路領域が形成された半導体層を有する半導体光素子の製造方法において、
複数の面欠陥発生誘導体を配置する工程と、
前記面欠陥発生誘導体上に前記半導体層を形成する工程と、
前記面欠陥発生誘導体により、前記半導体層の前記導波路領域を除く他の領域に面欠陥を形成する工程とを備え、
前記面欠陥発生誘導体は、前記半導体層表面側からの平面視において前記各面欠陥発生誘導体と、前記導波路領域とが離間するとともに、前記導波路領域の延在方向に沿って点在するように配置される半導体光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体光素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム（ＧａＮ）をベースとするIII-V窒化物系半導体発光素子のうち、青紫色で発光する半導体レーザは次世代の高密度光ディスク光源として実用化されており、今後更に市場も拡大していくものと期待されている。一方、この材料系では、インジウムガリウム窒素（ＩｎＧａＮ）活性層のインジウム組成を制御することにより、青色〜赤色にかけての可視波長領域での発光も可能であることから、高輝度発光ダイオード等も開発されており、近年では可視光で発振する半導体レーザ実現への要求も高まっている。
【０００３】
図１２は、ＧａＮ基板２０１上に作製された一般的なリッジストライプ型の窒化物系半導体レーザ素子の断面構造である。この素子では、ｎ型ＧａＮ基板２０１上に、n型ＡｌＧａＮクラッド層（下側ＡｌＧａＮクラッド層）２０２、下側光導波路層２０３、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ量子井戸活性層２０４、上側光導波路層２０５、p型ＡｌＧａＮクラッド層（上側ＡｌＧａＮクラッド層）２０６、p型ＧａＮコンタクト層２０７が順次積層されている。p型ＡｌＧａＮクラッド層２０６はリッジストライプ形状に加工され、リッジ上にp型電極２０８が形成されている。また、ＧａＮ基板２０１裏面にn型電極２１２が形成されている。
【０００４】
図１２の素子において、波長約４５０ｎｍの純青色帯での発光を得る為には、量子井戸活性層２０４のインジウム組成を約０．２程度以上とする必要があり、緑色帯での発光に対しては更に高いインジウム組成が必要となる。
しかしながら、ＩｎＧａＮ量子井戸を活性層とするレーザ素子において、インジウム組成を増加させて長波長化することには幾つかの困難があることが知られている。
【０００５】
ＩｎＮとＧａＮでは原子間距離の差が大きいことから、ＩｎＧａＮ材料系では相分離が起こりやすく、面内にインジウムの組成分布が形成される。これにより、発光スペクトルが広くなったり、電流注入に伴う波長シフトが大きくなるばかりでなく、層全体としては歪臨界以下であっても、局所的な歪が増大して欠陥が導入される危険性があり、これにより発光特性が劣化する。
【０００６】
更には、ＩｎＧａＮ層の結晶成長においては、成長温度が高温になるとインジウムの再蒸発が顕著である為約８００℃程度の低い成長温度で成長しなければならず、良質な結晶を得ることが困難である。さらに、活性層上部のクラッド層をより高温で成長する際に、低温で成長した活性層の結晶が劣化することが知られている。また、これらの影響はいずれも長波長化と共に、即ちインジウム組成の増加と共に顕著になっていくと考えられている。
【０００７】
本発明者らは、青色帯で発振する半導体レーザ素子を試作して発光特性が劣化する原因について詳細に調べた。
そして、劣化した素子においては活性層の面内に数ミクロン以上の範囲まで広がった転位の集合体である面欠陥が形成されることを見出した。図１３に示すように、このような面欠陥２２１とレーザの通電領域２２０が重なった場合にレーザ特性が大きく劣化することを見出した。
【０００８】
また、このような面欠陥は、量子井戸活性層２０４の成長直後には発生せず、結晶成長後に約１０００℃以上の高温成長やプロセスを施すことにより発生していることが確認され、従来の素子作製方法では前述のような活性層の結晶劣化が避け難いことが見出された。
【０００９】
以上を総合すると、量子井戸活性層２０４のインジウム組成が高い場合には、結晶成長時に相分離による組成分布が発生し、場合によってはインジウム組成の相対的に高い領域においてミスフィット転位などの微小欠陥が発生する。更に活性層成長後に上部クラッド層成長等の高温プロセスを行うことにより、このような微小欠陥を起点として歪緩和やＩｎＮの解離などが発生し、周辺部の結晶を広範囲に渡って劣化させ面欠陥化する、というようなプロセスが起きていることが推測される。
なお、ここでは、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ量子井戸活性層を有する半導体発光素子に関する検討結果を述べたが、他の種類の活性層においても、ミスフィット転位などの微小欠陥が発生し、広範囲において面欠陥化していることがあり、これがレーザ特性に大きく影響を及ぼしていると考えられる。
また、半導体発光素子に限らず、半導体光素子においても、導波長領域に面欠陥が発生し、素子特性に大きく影響を及ぼしていることがある。
【００１０】
素子特性の劣化を防止する方法、特に半導体発光素子の活性層の劣化を防止する方法としては、上部層の成長温度、成長時間を制限する方法や、より安定性の高いアルミニウムを含む半導体層を活性層上に成長する方法が、特許文献２，３に提案されている。
【００１１】
また、活性層の歪を緩和させ、信頼性を向上させる為に、活性層よりも下層に高い転位密度を有する欠陥導入領域を設ける方法が、特許文献１に開示されている。
さらに、本発明の背景技術として特許文献４，５、非特許文献１がある。
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−２４７１３号公報
【特許文献２】特開平１０−３３５７００号公報
【特許文献３】特開平１０−１４４６１２号公報
【特許文献４】特開２００１−１７６８０９号公報
【特許文献５】ＷＯ２００５／０２２６２０号公報
【非特許文献１】J. W. Matthews and A. E. Blakeslee, Journal of Crystal Growth, 27, 118 〜125 (1974).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、これらの解決方法により、素子特性の劣化を確実に抑制することは困難であると考えられる。
【００１４】
本発明の目的は、劣化を確実に抑制することができる半導体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】
本発明によれば、一方向に延在する導波路領域が形成された半導体層を有する半導体光素子において、前記半導体層の下方には、前記半導体層の前記導波路領域を除く他の領域に面欠陥を形成するための面欠陥発生誘導体が複数離間して配置されており、前記半導体層表面側からの平面視において前記各面欠陥発生誘導体と、前記導波路領域とが離間配置されるとともに、前記導波路領域の延在方向に沿って複数の前記面欠陥発生誘導体が点在している半導体光素子が提供される。
また、本発明によれば、一方向に延在する導波路領域が形成された半導体層を有する半導体光素子の製造方法において、複数の面欠陥発生誘導体を配置する工程と、前記面欠陥発生誘導体上に前記半導体層を形成する工程と、前記面欠陥発生誘導体により、前記半導体層の前記導波路領域を除く他の領域に面欠陥を形成する工程とを備え、前記面欠陥発生誘導体は、前記半導体層表面側からの平面視において前記各面欠陥発生誘導体と、前記導波路領域とが離間するとともに、前記導波路領域の延在方向に沿って点在するように配置される半導体光素子の製造方法も提供できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、素子の劣化を確実に抑制することができる半導体光素子および半導体光素子の製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、半導体光素子及びその製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、ここで用いる図面は模式図であり、実際の寸法比に基づくものではなく、実際よりも誇張して表示している場合がある。
【００１８】
（第１の実施の形態）
（半導体発光素子の構造および製造方法）
図１は、半導体レーザ素子（半導体光素子）の第１の実施形態を示す断面図である。また、図２は、図１の半導体レーザ素子の活性層を示す平面図である。図２においては活性層４の下方に配置される面欠陥発生誘導体１０は実線で示されている。本実施形態においては、リッジストライプ型の半導体レーザ素子を例示する。
【００１９】
はじめに、半導体レーザ素子の概要について説明する。
半導体レーザ素子は、一方向に延在する導波路領域（通電領域Ａ’）が形成された半導体層（活性層４）を有する。
半導体層（活性層４）の下方には、半導体層（活性層４）の導波路領域（通電領域Ａ’）を除く他の領域に面欠陥を形成するための面欠陥発生誘導体１０が複数離間して配置されている。
半導体層（活性層４）表面側からの平面視において面欠陥発生誘導体１０と、導波路領域（通電領域Ａ’）とが離間配置されるとともに、導波路領域（通電領域Ａ’）の延在方向に沿って複数の面欠陥発生誘導体１０が点在している。
【００２０】
次に、半導体レーザ素子について詳細に説明する。
半導体レーザ素子は、窒化物半導体レーザであり、ｎ型ＧａＮ基板１と、基板１上の領域Ｂ内に設けられた面欠陥誘導領域９と、基板１及び面欠陥誘導領域９上に設けられたｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２（第一クラッド層）と、クラッド層２上に順に設けられたＧａＮ下側光導波路層３と、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ量子井戸活性層４と、ＧａＮ上側光導波路層５と、ＧａＮ上側光導波路層５上に設けられ、電流狭窄部を構成するｐ型ＡｌＧａＮクラッド層６（第二クラッド層）とを備えている。
なお、量子井戸活性層として、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ量子井戸活性層４を使用しているが、これに限らず、バリア層は、ＩｎＧａＮ層であってもよく、また、ＡｌＩｎＧａＮ層であってもよい。すなわち、バリア層としては、Ａｌｙ２Ｉｎｘ２Ｇａ１−ｘ２−ｙ２Ｎ層（０<ｘ１<１，０≦ｙ２<１，０≦ｘ２<１，０≦ｙ２＋ｘ２<１）が好ましい。
また、半導体レーザ素子の発光波長は、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２１】
クラッド層６とその上に設けられたｐ型ＧａＮコンタクト層７とはリッジストライプ形状に加工されており、このリッジストライプが電流狭窄部として機能する。また、このリッジストライプは、水平方向の屈折率導波機構としても機能する。リッジストライプの幅は、例えば１．５μｍである。また、コンタクト層７上にｐ型電極８が、ＧａＮ基板１の下部にｎ型電極１２が設けられている。また、図１の半導体レーザ素子の表面は、リッジストライプおよびｐ型電極８が設けられた部分を除いて絶縁膜１１で覆われている。
【００２２】
活性層４のうち、上記リッジストライプの下部に位置するリッジストライプと同じ幅の領域が通電領域Ａ’となり、発光領域は、リッジストライプと略同じ幅である。通電領域Ａ’は、活性層４表面側からみて平面矩形形状であり、一方向に延在している。なお、本実施形態では、リッジストライプ構造の半導体レーザ素子を使用しているため、通電領域Ａ’は、リッジストライプの直下の領域となったが、たとえば、Ａｌを含む半導体層の一部を酸化して、電流狭窄層を形成しているような場合には、Ａｌを含む半導体層の非酸化領域の直下の領域が通電領域となる。
領域Ａは、この通電領域Ａ’を完全に含み、通電領域Ａ’よりも広い幅の領域を指す。この領域Ａ内には、面欠陥発生誘導体１０は形成されていない。領域Ｂは領域Ａを除いた他の領域を指す。領域Ｂの一部には面欠陥誘導領域９が形成されている。
【００２３】
ここで、面欠陥誘導領域９内には、図１および図２に示すように複数の互いに離間した面欠陥発生誘導体１０が複数形成されている。また、基板面側から半導体レーザ素子を平面視した際に、活性層４において、面欠陥発生誘導体１０の上部に面欠陥１５が存在している。
面欠陥発生誘導体１０の具体例としては、例えば平面形状が５μｍ角、厚さが０．１μｍのＡｌＮ薄膜である。活性層４中の面欠陥１５とは、圧縮歪に起因して発生する、例えば水平方向に拡がる転位の集合体である。
【００２４】
この構造により、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ量子井戸活性層４の発光波長の長波化に伴って顕著となる、結晶成長後の高温プロセスによる結晶劣化を抑制することができる。
【００２５】
図１に示した窒化物系半導体レーザ素子の製造方法につき、図４〜７を用いて説明する。
まず、n型ＧａＮ基板１上に、有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）等を用いて、４００℃程度の低温でＡｌＮ薄膜を０．１μｍの厚さに堆積する。
次に、通常のフォトリソグラフィー工程を用いて、例えば５μｍ角程度の正方形のエッチングマスクを形成し、リン酸を用いたウェットエッチングによりマスク以外の部分を除去する。これにより、面欠陥発生誘導体１０として機能する５μｍ角のＡｌＮ薄膜が形成される。面欠陥発生誘導体１０は、面欠陥誘導領域９内に複数が互いに離間するように点在して配置されている。面欠陥発生誘導体１０の平面配置は例えば図２のようになっており、リッジストライプ近傍、すなわち、通電領域Ａ’近傍ではリッジストライプの延在方向に平行な方向に１２５μｍピッチで配置されている。リッジストライプ近傍から離れた位置では約２５０μｍピッチで配置されている（工程１、図４）。
【００２６】
次に、ＭＯＶＰＥ法等を用いて、上記基板１上に、第一クラッド層２、光導波路層３、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ量子井戸活性層４、光導波路層５、第二クラッド層６、コンタクト層７を順次積層する（工程２、図５）。
ここで、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ量子井戸活性層４に用いた井戸層のインジウム組成としては、波長が４５０nmでの発振が得られるように組成を約０．２２としている。この時、例えば結晶成長温度としては８００℃程度が望ましい。また活性層４上部の光導波路層５又はクラッド層６の成長時には、より高い成長温度例えば１１００℃とするのが望ましい。上側光導波路層５、及びクラッド層６を高温で結晶成長すると、面欠陥発生誘導体１０上部ではそれ以外の領域に比べて微小欠陥がある程度集中している為、面欠陥発生誘導体１０上部において優先的に面欠陥が発生することとなる。
【００２７】
次に、通常のフォトリソグラフィー工程を用いて幅１．５μｍ程度のストライプ状のエッチングマスクを形成し、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、コンタクト層７及びクラッド層６の途中までエッチングを行う。これにより、幅１．５μｍ程度のリッジストライプが形成される。リッジ幅の値、及びクラッド層６のエッチング深さは、半導体レーザ素子の水平横モード特性を始め、電流-光出力特性、電流-電圧特性に影響するので、要求されるデバイス特性等を考慮して、最適な値を選ぶ。（工程３、図６）。
【００２８】
次に、素子全体にＣＶＤ法などを用いて、酸化シリコン膜等の絶縁膜１１を形成する。その後、通常のフォトリソグラフィー工程を用いて、ｐ型電極８形成部の絶縁膜を除去する。さらに、ｐ型電極８としてチタン及び金を蒸着し、適当な条件で加熱してアロイ処理を行うことにより、ｐ型電極８を形成する。また、基板１の裏面にn型電極１２として、チタン及び金を蒸着し、適当な条件で加熱してアロイ処理を行うことにより、n型電極１２を形成する。最後に、劈開によりレーザミラー端面を形成する（工程４、図７）。
【００２９】
（発光特性の劣化の改善の効果について）
ここで、本実施形態の発光特性の劣化の改善効果について、説明する。まず、図１２の例を用いて、従来の構造による青色帯半導体レーザ素子の層構造の作製工程を説明し、これにより発生すると推測される劣化機構について説明する。
【００３０】
まず、n型ＧａＮ基板２０１上に、n型の下側ＡｌＧａＮクラッド層２０２、下側光導波路層（ＧａＮ層）２０３、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ量子井戸活性層２０４及び上側光導波路層（ＧａＮ層）２０５を、有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）などを用いて順次積層する。
【００３１】
ここで、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ量子井戸活性層２０４については、発振波長を４５０nmとする為に組成設計がされており、ＩｎＧａＮ量子井戸層２０４の平均的なインジウム組成は０．２２となっている。
結晶成長温度は約８５０℃であり、組成が所望の値となるよう調整されている。ＩｎＧａＮ量子井戸層２０４のインジウム組成は、素子全体に渡って平均的には約０．２２となっているが、相分離が起こっている為、局所的に見るとインジウム組成の高い部分と低い部分が存在している。そして、インジウム組成の特に高い領域では、場所によりミスフィット転位による微小欠陥が存在している。但し、量子井戸活性層２０４の結晶成長直後には面欠陥は発生じていない（工程１’）。
【００３２】
更に、上側ＡｌＧａＮクラッド層２０６、p型ＧａＮコンタクト層２０７を、ＭＯＶＰＥ法を用いて順次積層する。これらのインジウムを含まない層の結晶成長においては、良好な結晶を得るため成長温度は高い方が望ましく、１１００℃としている。この結晶成長工程は、劣化機構説明の為に分けて記述したが、活性層２０４の結晶成長に引き続き連続して行っても構わない（工程２’）。
【００３３】
その結果高温成長による熱エネルギーによって、工程１’で発生している、相分離によって形成された微小欠陥を起点として、欠陥の増殖や、更にはそれに伴う更なる欠陥の発生を引き起こし、周辺部の結晶を広範囲に渡り劣化させ、図１３の様に量子井戸活性層２０４の面内に面欠陥２２１が発生することとなる。
【００３４】
本発明者は、このような量子井戸活性層面内の面欠陥の形成要因について検討を行った結果、面欠陥の形成条件は、ＩｎＧａＮ量子井戸層自身のインジウム組成に最も依存するが、バリア層も含めた活性層全体の構造や、活性層面積にも影響を受けることを見出した。即ち、ＩｎＧａＮ量子井戸層の相分離等により微小欠陥が発生した場合でも、活性層全体の平均歪量を低く押さえることによって、レーザ特性を劣化させる面欠陥の発生を抑制することが可能であると考えられる。
【００３５】
また、劣化形態を更に分析した結果、次のような特徴が見出された。
図８は種々のインジウム組成のＩｎＧａＮ量子井戸層を有する試料（面欠陥発生誘導体１０のない構造、バリア層はＡｌＩｎＧａＮ層（但しバリア層の歪は十分小さい））における、活性層の歪量と面欠陥の発生状況との関係をプロットしたものである。
活性層の歪量の指標としては、組成や層厚が異なる試料を同一基準で比較する為、量子井戸層の層厚とそのインジウム組成に対応する臨界膜厚の計算値との比で表した（図８横軸）。
面欠陥の発生状況については、活性層面内における面欠陥の面積被覆率で示している（図８縦軸）。
ここで用いた各活性層の成長条件は、インジウム組成に対応した最適成長温度を設定している点を除きほぼ同じとしている。このような場合には、量子井戸層のインジウム組成や歪量に依らず個々の面欠陥はほぼ同じ大きさを持ち、インジウム組成や歪量の変化に対しては図８のようにその形成密度が異なっていることが見出された。
このことは、ＩｎＧａＮ層の相分離による微小欠陥自体は活性層全体の歪量が小さい場合にも発生し得る為、個々の暗点での劣化形態は似通っているが、面欠陥に拡大するプロセスにおいては活性層全体の歪量が大きく影響することを示している。
【００３６】
即ち、面欠陥化のプロセスでは、活性層の圧縮歪がある臨界値を超えている場合、幾つかの最も破綻しやすい微小欠陥を起点として歪を緩和しながら転位増殖を起こしていくが、ある程度以上の大きさまで面欠陥が拡大すると、その時点で面欠陥のない面内における平均的な歪量は臨界値以下となり、それ以上の増殖が起こらなくなっているものと考えられる。このような増殖停止後は、面欠陥の周辺部は面欠陥により圧縮歪が分断され、歪応力が低減されており、良好な結晶が保持されているものと考えられる。
よって、このような面欠陥が、通電領域と重ならないように位置を制御することにより、通電領域において面欠陥が発生せず、良好に保持することが可能になる。
【００３７】
そこで、通電領域を除いた外側の領域における活性層内に、より破綻しやすい微小欠陥の発生を誘導する構造、すなわち、面欠陥発生誘導体１０を設け、強制的に面欠陥化させることにより、通電領域における面欠陥発生を抑制する手法を発案した。
【００３８】
図５の工程においては、ＭＯＶＰＥ法等を用いて、第一クラッド層２、光導波路層３、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ量子井戸活性層４を成長する。この段階で面欠陥発生誘導体１０である薄膜ＡｌＮ上に成長する部分では、低温で成長した薄膜ＡｌＮの低品質の結晶性や薄膜ＡｌＮとの格子不整合が大きいことによって、その上層のクラッド層２、下側光導波路層３にまで貫通する垂直に伝播する転位が多数発生する。
よって、量子井戸活性層４を結晶成長する際には、面欠陥発生誘導体１０の上部に相当する部分では、下地の結晶性が、面欠陥発生誘導体１０が下部に存在しない部分と比べて劣化している為に、ＩｎＧａＮ層の圧縮歪に起因するミスフィット転位等の微小欠陥も容易に形成されやすい状況となっている。
また、下地層に垂直に伝播する転位が存在している場合には、インジウムの組成集中も起こりやすいと考えられており、微小欠陥がある程度集中して発生する可能性が高い。
一方、面欠陥発生誘導体１０が下部に存在していない部分においても、インジウム組成が高いことによる組成分布も自然発生しており、そのうちの局所的にインジウム組成集中が起こっている範囲のある部分では微小欠陥が形成されている。
【００３９】
このような状況で、更に上側光導波路層５、及びクラッド層６を高温で結晶成長すると、活性層４の歪量が高い場合には面欠陥化が起こることとなる。面欠陥発生誘導体１０上部ではそれ以外の領域に比べて微小欠陥がある程度集中している為、面欠陥発生誘導体１０上部において優先的に面欠陥が発生することとなる。この時、面欠陥発生誘導体１０の形成密度が活性層４の歪量に対して適切に設定されていれば、面欠陥発生誘導体１０の一部又は全ての箇所で面欠陥が発生した後は、それ以外の領域（通電領域Ａ’を含む領域）における圧縮歪は低減される為、良好に保持される。以上のプロセスによって、面欠陥の発生位置を通電領域外に制御することが可能となる。
【００４０】
一方、特許文献１には、ＩｎＧａＮ量子井戸活性層の歪を緩和させる為に、活性層よりも下層に高い転位密度を有する欠陥導入領域を設ける方法が開示されている。
【００４１】
特許文献１では、ＧａＮ基板上のコンタクト層に、幅広であり、かつ、リッジストライプに沿って延びる比較的広面積のＶ字状の溝を形成している。そして、このＶ字溝に沿って高貫通転位領域が広範囲で形成されている。
そのため、Ｖ字状の溝の影響および高貫通転位領域の影響により、活性層のＶ字状の溝周辺部にて、歪みが最も緩和された状態となる。よって、結晶成長後に高温プロセスを施す際にこの位置に意図的に面欠陥を発生させることが困難となる。
一方で、Ｖ字状の溝の周辺部から離れた領域では、歪みが解消されておらず、結晶成長後に高温プロセスを施す際に面欠陥が発生しやすくなっている。
従って、Ｖ字状の溝と、通電領域との間の間隔が広い場合には、活性層の通電領域内で歪みが解消されず、通電領域内にて、面欠陥が発生する。特に、活性層の歪みが大きい場合には、通電領域内にて面欠陥が発生しやすくなる。
ここで、活性層の通電領域内にて、面欠陥の発生を防止するために、通電領域と、Ｖ字状の溝の位置とを近づけることも考えられるが、この場合、高貫通転位領域と、通電領域とが重なり、通電領域に貫通転位発生するおそれがある。
【００４２】
これに対し、本実施形態では、複数の面欠陥発生誘導体１０を、通電領域Ａ’の長手方向に沿って点在させている。複数の面欠陥発生誘導体１０を点在させることで、活性層４の面欠陥発生誘導体１０の上部に該当する部分において、貫通転位が集まるものの、過剰に歪みを緩和させてしまうことを防止できる。そのため、活性層４成長後に、高温プロセスを施す際に、面欠陥発生誘導体１０の上部に該当する部分を起点として、面欠陥を発生させることができる。面欠陥発生誘導体１０の配置位置を調整することで、活性層４の通電領域Ａ’に面欠陥が達してしまうことを防止でき、半導体レーザ素子の劣化の発生を確実に抑制することができる。
【００４３】
（面欠陥発生誘導体の配置および大きさについて）
面欠陥の発生位置を制御する為には、面欠陥発生誘導体１０は、活性層４の面欠陥発生誘導体１０上部に該当する部分の周辺部の歪を過剰に緩和させることなく、活性層４において面欠陥発生の契機となるよう、各構造体のサイズは比較的小さく、また各構造体は互いにある程度の間隔をもって離間するようその構造及び配置を適切に選択する必要がある。
【００４４】
ここで、面欠陥発生誘導体１０の形成密度の設定方針とその適用範囲について説明する。
図９は、図８の試料の面欠陥形成密度から求めた、平均的な面欠陥の間隔を活性層の歪量に対してプロットしたものである。よってある活性層の歪量に対して、この平均間隔程度になるような密度で面欠陥発生誘導体１０を形成しておけば、面欠陥発生誘導体１０の上部以外の部分での面欠陥化は抑制できると考えられる。なお、この場合の面欠陥のサイズは歪量に大きく依存せず、凡そ直径５０μｍ程度であった。
【００４５】
例えば、本実施形態においては活性層４のインジウム組成は０．２２で、井戸層厚の臨界膜厚比は約１１７％であるから、図９より平均面欠陥間隔は約１３０μｍとなる。面欠陥サイズは凡そ直径５０μｍ程度であるから、単純化して考えると面欠陥の周囲約８０μｍの幅の面欠陥非形成領域を得ることができる。
よって、図２に示したように、通電領域Ａ’が面欠陥非形成領域となるように面欠陥発生誘導体１０を配置すれば、通電領域Ａ’内での面欠陥化の発生を抑制することができる。
【００４６】
ここでは、面欠陥発生誘導体１０として、パターニングされたＡｌＮ薄膜を用いたが、同様に活性層４における微小欠陥の形成、インジウムの組成集中を促すような構造であればこれに限定されない。ＭＯＶＰＥ法によって成長されたＡｌＮ薄膜を用いる利点は次の通りである。低温成長によって堆積されたＡｌＮ薄膜は、大きい格子不整合によって欠陥を多数含んではいるものの結晶構造を維持している。よって、その上部に再成長される結晶においても、垂直に伝播する転位は多数発生するがそれ以外の部位へ成長の乱れを起こす要因が小さい。よって、活性層成長直後に結晶が大きく破綻して広範囲の結晶を劣化させる可能性が小さいと考えられる。もちろん、ここでＡｌＮ薄膜の代わりに更にＧａやＩｎを含むＡｌＧａＩｎＮ膜を用いても構わず、これにより格子不整合度や転位伝播特性をその組成比により調整することも可能となる。
【００４７】
その他の面欠陥発生誘導体の例としては、例えばシリコンの酸化膜、窒化膜、アルミナ膜等でも構わない。これらの場合には、面欠陥発生誘導体部には直接成長される結晶は少なく、構造体端部から横方向に結晶が成長してついには面欠陥発生誘導体上部にも結晶が形成される。しかし、このように横方向から結晶が成長して会合する場合、会合部には垂直に伝播する転位が発生する。よって、前記のＡｌＮ薄膜の場合と同様な効果を得ることができる。また、これ以外の材料でも同様な効果が得られるものであれば、どのような材料を用いても構わない。また、面欠陥発生誘導体の形状についても、ここでは有効に微小欠陥が得られる例の一つを示したが、単なる一例に過ぎないものでありどのような形状を用いても構わない。
【００４８】
また、ここでは面欠陥発生誘導体であるＡｌＮ薄膜のパターンは５μｍ角としたが、プロセスが困難とならない程度に小さくても構わない。特殊な技術を用いない一般的なプロセスにおいては、形成サイズを小さくしても自然発生による微小欠陥よりは大きいものとなり、面欠陥発生位置の選択性は十分維持され、かつ周辺部の歪を過剰に緩和しない為、面欠陥を有効に発生できる。具体的には、面欠陥発生誘導体１０の基板面方向に沿った長さが、０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。０．１μｍ以上とすることで、面欠陥発生誘導体１０を形成しやすいものとすることができる。一方で、１０μｍ以下とすることで、活性層４を成長させた段階で、面欠陥発生誘導体１０上部領域において歪みを過剰に緩和してしまうことを防止できるという効果がある。
【００４９】
次に、図２及び図３を参照して、面欠陥発生誘導体１０の配置について説明する。図３は、図２に示した面欠陥発生誘導体１０のうち、リッジストライプ近傍に形成されたもののみを表示している。また、この面欠陥発生誘導体１０によって発生した直径凡そ５０μｍの面欠陥１５、及びこの面欠陥発生によって歪が低減し面欠陥非形成領域１６となりうる部分を表示している。ここで、これらの面欠陥発生誘導体１０は、リッジストライプに平行な方向にたとえば、約１２５μｍピッチで形成されている。図３のように、これらの全ての面欠陥発生誘導体１０において面欠陥が発生した場合、図のように通電領域Ａ’は、面欠陥非形成領域１６を示す部分で覆われることになり、通電領域Ａ’内において結晶内の圧縮歪の影響が低減し良好に保持される可能性が高くなると考えられる。
【００５０】
この場合、リッジストライプの両側に位置する面欠陥同士の間隔は約８０μｍとなるから、面欠陥発生誘導体１０はストライプ中心から約４０μｍ離れた位置又はそれよりも内側に形成すれば良い。発光領域となる幅は電流拡がり等の効果があるため、レーザのリッジストライプ（電流狭窄部）の幅よりも片側１〜２μｍ程度広くなっているから、領域Ａとしてはこれに５μｍ程度のマージンを加味すると、リッジストライプ幅に１２〜１４μｍ程度を加えた値以上とすれば良い。この領域Ａの幅の所要量と、面欠陥非形成領域幅の値とから、リッジストライプに最も近接する位置の面欠陥発生誘導体１０の配置を決定すれば良い。図１の例では、領域Ａ幅を広く取れる配置となっているが、領域Ａの幅がより狭い場合には、ストライプに平行な方向におけるピッチをより広くしても構わない。
なお、活性層における面欠陥の直径が５０μｍであることを考えると、平面視において通電領域Ａ’と、面欠陥発生誘導体１０との間の距離は、少なくとも、２５μｍであることが好ましい。また、面欠陥発生誘導体１０の配列ピッチは５０μｍ以上であることが好ましい。
【００５１】
一方、図２において、リッジストライプ近傍から離れた位置では、面欠陥発生誘導体１０の配置をリッジストライプ近傍よりも疎になるように設定している。具体的には、基板表面側から平面視した状態において、面欠陥発生誘導体１０の通電領域Ａ’沿った複数の配列のうち、通電領域Ａ’に最も近い配列の配列ピッチを小さくし、他の配列の配列ピッチを、通電領域Ａ’に最も近い配列の配列ピッチよりも大きくしている。
これは、通電領域Ａ’内が面欠陥非形成領域となる為には、通電領域Ａ’近傍に面欠陥が多数存在していることが望ましく、その為にはその外側領域では面欠陥密度が小さいことが局所的な歪の影響を考える上で望ましい為である。よって、この領域では通電領域Ａ’近傍における面欠陥発生誘導体と比較して破綻がしにくいような微小欠陥が発生するような面欠陥発生誘導体を形成しても良いし、面欠陥発生誘導体を全く形成しなくても構わない。後者の場合は、自然発生的に形成された微小欠陥を起点とした面欠陥が発生するものと考えられる。
【００５２】
このように面欠陥発生誘導体１０を多数形成した場合、全ての構造体上に面欠陥が発生するとは限らない。ここでは、平均的な面欠陥密度からその配置を決定したが、実際には相分離等も含め想定した通りの歪量の分布が形成されているとは限らないからである。但し、ある部分において面欠陥化が抑制された場合には、その周辺部において面欠陥以外の領域の歪が臨界値以下となって安定化していることを示すものであり、この場合平面欠陥間隔から求まる値よりも広い幅で面欠陥非形成領域が得られる場合もあり得る。
【００５３】
面欠陥発生誘導体１０の配置は必ずしも規則的である必要はなく、また平均間隔以上に設けても構わないし、ここで示した配置例は一例に過ぎないものである。但し、面欠陥発生誘導体１０上部以外の部分（活性層の通電領域近傍以外の部分）の面欠陥の発生を効果的に抑制させる為には、構造体を過剰に配置することによって面欠陥発生前の歪が過剰に緩和されないよう、構造体の配置は後述する条件より見積もられる必要最小限に留めることが好ましい。
また、本発明をレーザ以外の発光素子に適用する場合でも、その通電領域に併せて配置を決定すれば良い。
【００５４】
（面欠陥形成密度と、歪量との検討）
次に、より詳細に面欠陥形成密度と、歪量の検討を行う。これにより、ＩｎＧａＮ量子井戸層構造の適用可能範囲を明確にすることで、発光特性改善の効果を最大限に得ることができる。
【００５５】
本発明者が従来のＩｎＧａＮ量子井戸層構造の半導体発光素子について検討したところ、面欠陥の平均サイズはある一定の値、たとえば、直径５０μｍの円形又は楕円形状となることがあることがわかった。このことから、面欠陥平均間隔が５０μｍ以下となる歪量以上、即ち井戸層厚の臨界膜厚比が約１４０％以上では、活性層面内の多くの領域に面欠陥が形成されてしまう可能性があり、面欠陥発生誘導体１０を設けた場合であっても、面欠陥発生誘導体１０上部に面欠陥の発生を集中させることが難しく、本発明の有効性が小さくなる場合がある。インジウム組成０．２２の量子井戸層、ＧａＮのバリア層において、この場合の波長は、４９０ｎｍに相当する。
一方、図８に見られるように、井戸層厚の臨界膜厚比が１０５％以下では、面欠陥の発生が起こりにくくなる場合があり、本発明適用の有効性は小さくなる。この場合の波長はインジウム組成０．２２の量子井戸層、ＧａＮのバリア層の場合、４４０ｎｍとなる。
【００５６】
図１０の曲線Ａは、MathewsとBlakesleeの理論（非特許文献１参照）に基づいて計算された、ＧａＮ基板c面上のＩｎＧａＮ量子井戸層のインジウム組成と臨界膜厚を基に、上記の適用範囲の上限及び下限を示したものである。即ち、図１０の曲線Ａは臨界膜厚の１０５％、曲線Ｂは臨界膜厚の１４０％を示しており、この曲線に挟まれた範囲において本発明が特に有効と考えられる。
【００５７】
一方、c面ＧａＮ上のＩｎＧａＮ量子井戸層においては、自発分極及びピエゾ分極による内部電界の影響により、量子井戸内の電子とホールの波動関数の空間的重なりが減少して発光確率を低下させることが知られている。この効果はインジウム組成が高くなると更に顕著となり、これを回避する為になるべく量子井戸層厚を比較的薄い値１．０〜３．０ｎｍ程度の範囲とするのが望ましい。
【００５８】
これらを考慮すると、図１０より、量子井戸層厚が１．０〜３．０nmの範囲にあるとき、臨界値を超える、即ち本発明が特に有効となる量子井戸層のインジウム組成は０．１７〜０．３９となる。よって、本発明による発光特性改善の効果は、図９の歪量と面欠陥平均間隔（面欠陥密度）との関係及び、図１０の組成依存性を仮定すると、０．１７〜０．３９のインジウム組成範囲で特に有効に得られる。
【００５９】
但し、歪量が曲線Ａよりも低い範囲であっても、面欠陥化が起こる可能性がない訳ではなく、本発明により半導体レーザ素子の劣化を回避できると考えられる。また、歪量が曲線Ｂよりも高い範囲であっても、面欠陥発生誘導体の配置、形状等を工夫することによって面欠陥のサイズも変化することがあるため、本発明は有効である。
また、前述のように面欠陥化の条件は、量子井戸層のインジウム組成のみで決まるものではなくバリア層構造や量子井戸数など活性層全体の歪量に影響されることが分かっている。特に、バリア層や活性層に隣接する層にＡｌを含む材料を用いることで、活性層全体の歪みを低減し、ここで、示した組成・波長の値以上の量子井戸構造においても劣化を抑制できると考えられる。
また、ここで用いた臨界膜厚の計算値もある一定の条件を満たした場合の理論に基づく値であり、実際の劣化が起こる組成条件とは必ずしも一致せず、数値としては条件によって変化しうるものである。
【００６０】
そこで、本発明者らは、図１２に示すような背景技術にかかる構造を用いて試料（活性層はＩｎｘ１Ｇａ１−ｘ１Ｎ井戸層／Ａｌｙ２Ｉｎｘ２Ｇａ１−ｘ２−ｙ２Ｎバリア層（０<ｘ１<１，０≦ｙ２<１，０≦ｘ２<１，０≦ｙ２＋ｘ２<１）、（但しバリアの歪は十分小さい））を作製し、実験的な検討を行った。実際には正確にインジウム組成を同定することは難しい為、量子井戸層のインジウム組成によって変化する発光波長を目安として劣化の起こる組成条件の見積もりを行ったところ、発光波長が４４０nm以上では、層構造によっては劣化が発生する場合があり、４７０nm以上では広い範囲で面欠陥の発生が見られた。
一方、本発明の構造を適用した場合には、少なくとも発光波長が４９０nmまではストライプ領域内部における面欠陥化が抑制される場合が存在することが確認された。
【００６１】
（本実施形態の効果について）
以上、示したように、図１の半導体レーザ素子においては、活性層の面欠陥発生による劣化を通電領域Ａ’において、抑制することができる。すなわち、本実施形態では、活性層４に意図的に面欠陥を発生させるための、複数の面欠陥発生誘導体１０を設けている。そして、面欠陥発生誘導体１０は、基板面側からの平面視において、活性層４の通電領域Ａ’から離間して配置されており、面欠陥発生誘導体１０の配置位置を調整することで、活性層４の通電領域Ａ’に面欠陥が達してしまうことを防止できる。
特に、量子井戸活性層４の発光波長の長波化に伴って顕著となる、結晶成長後の高温プロセスによる面欠陥発生による劣化を、通電領域Ａ’において抑制することが可能となる。具体的には、インジウム組成（ｘ１）としては０．１７〜０．３９の範囲において、発光波長としては４４０ｎｍ以上から少なくとも４９０ｎｍまでの範囲に対応するＩｎｘ１Ｇａ１−ｘ１Ｎ（井戸層）／Ａｌｙ２Ｉｎｘ２Ｇａ１−-ｘ２−ｙ２Ｎ（バリア層）（０<ｘ１<１，０≦ｙ２<１，０≦ｘ２<１，０≦ｙ２＋ｘ２<１）量子井戸構造において、特に有効的に効果が得られる。
【００６２】
さらに、本実施形態では、面欠陥発生誘導体１０として、ＡｌＮ薄膜を使用している。このＡｌＮ薄膜は、大きい格子不整合によって欠陥を多数含んではいるものの結晶構造を維持している。よって、その上部に再成長される結晶においても、垂直に伝播する転位は多数発生するがそれ以外の部位へ成長の乱れを起こす要因が小さい。よって、活性層成長直後に結晶が大きく破綻して広範囲の結晶を劣化させる可能性が小さいと考えられる。
【００６３】
また、面欠陥発生誘導体１０により活性層４で生じる面欠陥１５の大きさは本実施形態では、５０μｍであった。そのため、面欠陥発生誘導体１０の配列ピッチを５０μｍ以上とすることで、活性層４で生じる面欠陥１５同士が重なりあってしまうことを防止できる。
【００６４】
また、本実施形態では、基板面側からの平面視において、活性層４の通電領域Ａ’近傍における面欠陥発生誘導体１０の配置密度は、活性層４の通電領域Ａ’近傍をのぞく他の領域における面欠陥発生誘導体１０の配置密度よりも高くなっている。通電領域Ａ’内が面欠陥非形成領域１６となるためには、通電領域Ａ’近傍に面欠陥１５が多数存在していることが望ましい。その為には通電領域Ａ’近傍の外側領域では面欠陥密度が小さいことが局所的な歪の影響を考える上で望ましい。
【００６５】
実際に適用する場合には、使用する構造や条件等における面欠陥の形成密度と歪量との関連を調査して適切に条件を選択するのが望ましいと考えられる。また、面欠陥誘導領域における構造体の配置の仕方についても、状況に応じて適切に設定することが可能である。
【００６６】
以上のようなプロセスでは、面欠陥発生誘導体の存在を除いては、素子構造は従来の構造とほぼ同じであり、面欠陥発生誘導体形成後は従来構造と全く同様のプロセスが適用可能である。
【００６７】
（第２の実施の形態）
次に、図１１を用いて本発明による半導体レーザ素子の第２の実施の形態を説明する。
図１１は、本実施の形態による半導体レーザ素子の断面図を示したものである。本実施の形態では、図１で示された第一の実施形態とほぼ同じ製法を採用するものであるが、工程１における面欠陥発生誘導体の形成位置及び方法が異なっている。
【００６８】
図１１の実施形態においては、面欠陥発生誘導体１０’はＧａＮ基板１の表面に形成された凹部である。他の点に関しては前記実施形態と同様である。
面欠陥発生誘導体１０’の形成工程では、ＧａＮ基板１上に、通常のフォトリソグラフィーを用いて例えば約２μｍ角のマスク開口を形成し、その後塩素系のドライエッチングやウェットエッチング法を用いて３μｍ程度の深さの凹部を形成することにより、面欠陥発生誘導体１０’を形成する。
その後は、前記実施形態と同様の方法で製造される。
ＭＯＶＰＥ法を用いて各層を結晶成長する場合には、面欠陥発生誘導体１０’となる凹部上に成長される部分では原料の供給が平坦部と比較して小さくなる。そのため、凹部の段差をある程度維持しながら第一クラッド層２、光導波路層３が形成される。その上部にＩｎＧａＮ／ＧａＮ量子井戸活性層４を成長する際には、面欠陥発生誘導体１０’上部では下地が凹型となっている為、インジウムの組成集中が起こりやすい状況となる。
よって第一実施形態と同様の効果が得られる。
また、凹部形成時のエッチング条件によっては、凹部にエッチングダメージによる欠陥や不純物が発生し、垂直に伝播する転位の形成による効果も同時に得ることができる。
なお、凹部の配列ピッチ、配列密度等は、前記実施形態の面欠陥発生誘導体１０と同じである。
【００６９】
（第３の実施の形態）
更に、本発明による半導体レーザ素子の第３の実施形態を説明する。構造は図１１の第２実施形態と同様であり、第一、第二実施形態とほぼ同じ製法を採用するものであるが、工程１における面欠陥発生誘導体の形成方法が異なっている。
【００７０】
本実施形態においては、面欠陥発生誘導体はＧａＮ基板表面に形成された凹部である。
他の点に関しては第一実施形態と同様である。
面欠陥発生誘導体の形成工程では、ＧａＮ基板位置上に、通常のフォトリソグラフィーを用いて、例えば約５μｍ角のマスク開口を形成する。
その後窒素雰囲気中で例えば８００℃に昇温することによって、面欠陥発生誘導体を形成する。このようなプロセスを行うと、マスクで覆われていない部分のＧａＮ基板の結晶からは、窒素が抜け、これにより、ＧａＮ基板表面には、空孔欠陥（凹部）が多数発生する。この部分が面欠陥発生誘導体として機能する。
マスクを除去した後は、第一実施形態と同様の方法で製造される。
ＭＯＶＰＥ法を用いて各層を結晶成長する場合には、面欠陥発生誘導体となる部分では、空孔欠陥を起点として垂直に伝播する転位が発生し、第一実施形態と同様の効果が得られる。
【００７１】
更に異なる製法として、上記昇温プロセスの代わりに、イオン注入プロセスを用いることも可能である。上記のように約５μｍ角のマスク開口を形成した後、例えばアルゴンイオンを約１００ｋｅＶに加速してイオン注入を行う。この場合、マスク被覆領域ではイオンが侵入しないように、マスク材質や厚さは適切に選択する。このプロセスにより、マスクで覆われていない部分では、ＧａＮ結晶中にイオンが侵入すると共に、ＧａＮ基板表面に窒素空孔欠陥が多数発生する。この部分が同様に面欠陥発生誘導体として機能することとなる。
なお、凹部の配列ピッチ、配列密度等は、前記実施形態の面欠陥発生誘導体１０と同じである。
【００７２】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００７３】
前記各実施形態では、活性層は、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ層であるとしたがこれに限らず、
たとえば、基板がＧａＮ基板であり、活性層が少なくともＩｎ、ＧａおよびＮを含む層からなる層であってもよい。
また、前記各実施形態においては、ｎ型ＧａＮ基板上の半導体レーザ素子を例に取ったが、サファイア基板、シリコン基板等ＧａＮ基板以外の基板上の半導体レーザ素子でも良い。
【００７４】
また、前述の実施形態においては、リッジストライプ型の半導体レーザ構造について説明したが、本発明はこのような構造に特に限定されるものではない。インナーストライプ型の半導体レーザ素子や、メサ型の発光ダイオード素子、面発光レーザ素子等において本発明を適応することができる。
さらには、発光素子に限らず、受光素子、光導波路素子に本発明を適用してもよい。
また、前記実施形態では、半導体発光素子として、III-V窒化物系半導体発光素子を例示したが、これに限られるものではない。
さらに、前記各実施形態による半導体レーザ素子は、次世代のレーザディスプレイなどの映像機器用光源等に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施の形態の半導体レーザ素子を示す断面図である。
【図２】半導体レーザ素子の活性層の平面図である。
【図３】半導体レーザ素子の要部を示す平面図である。
【図４】半導体レーザ素子の製造工程を示す断面図である。
【図５】半導体レーザ素子の製造工程を示す断面図である。
【図６】半導体レーザ素子の製造工程を示す断面図である。
【図７】半導体レーザ素子の製造工程を示す断面図である。
【図８】活性層の歪量と面欠陥の発生状況との関係を示す図である。
【図９】図８の試料から求めた、平均的な面欠陥の間隔を活性層の歪量に対してプロットした図である。
【図１０】ＩｎＧａＮ量子井戸層のインジウム組成と、膜厚との関係を示した図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態である半導体レーザ素子の断面図である。
【図１２】窒化物系半導体レーザ素子の断面図である。
【図１３】窒化物系半導体レーザ素子の活性層の平面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１    基板
２    クラッド層
３    下側光導波路層
４    活性層（量子井戸活性層）
５    上側光導波路層
６    クラッド層
７    コンタクト層
８    ｐ型電極
９    面欠陥誘導領域
１０    面欠陥発生誘導体
１１    絶縁膜
１２    ｎ型電極
１５    面欠陥
１６    面欠陥非形成領域
２０１    基板
２０２    クラッド層
２０３    下側光導波路層
２０４    量子井戸活性層
２０５    上側光導波路層
２０６    クラッド層
２０７    コンタクト層
２０８    ｐ型電極
２１２    ｎ型電極
２２０    通電領域
２２１    面欠陥
Ａ’通電領域
Ａ    領域
Ｂ    領域
【図１】
2009176908.tif 000003
【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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【図１３】
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