(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、第1導電型であるＡｌx1Ｇａ1-x1Ｎ（０≦ｘ１＜１）層からなる下部クラッド層を形成する工程と、
前記下部クラッド層上にＩｎyＧａ1-yＮ層（０≦ｙ＜１、但しｘ１＝０のときｙ≠０及びｘ２＝０のときｙ≠０）からなる活性層を形成する工程と、
前記活性層上に前記第１導電型と導電型の異なる第２導電型であるＡｌx2Ｇａ1-x2Ｎ（０≦ｘ２＜１）層からなる上部クラッド層を形成する工程と、
前記上部クラッド層上に第１導電型ＡｌwＧａ1-wＮ（０≦ｗ≦１）層からなる内部電流狭窄層を形成する工程と、
前記内部電流狭窄層の一部を除去して前記上部クラッド層に達する開口を形成する工程と、
第1の温度で、前記内部電流狭窄層の表面及び前記開口における前記上部クラッド層の表面に第２導電型ＡｌtＧａ1-tＮ層（０＜ｔ＜０．５）からなる多結晶構造の表面保護層を積層する工程と、
前記第1の温度よりも高い第２の温度で、前記表面保護層の表面に第２導電型Ａｌx3Ｇａ1-x3Ｎ層（０≦ｘ３＜１）からなる再成長クラッド層を形成しつつ、当該再成長クラッド層の形成と同時並行的に前記表面保護層の多結晶構造を単結晶構造に成長させる工程と、
を有することを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。
【請求項２】
前記第1の温度が、４００℃以上かつ８００℃以下である、
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発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記第２の温度が、１０５０℃以下である、
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発光素子の製造方法。
【請求項４】
前記第２導電型ＡｌtＧａ1-tＮ層（０＜ｔ＜０．５）からなる表面保護層の元素組成比と、第２導電型Ａｌx3Ｇａ1-x3Ｎ層（０≦ｘ３＜１）からなる再成長クラッド層の元素組成比が異なる、
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発光素子の製造方法。
【請求項５】
前記上部クラッド層を形成する工程後でかつ前記内部電流狭窄層を形成する工程前に、ＩｎzＧａ1-zＮ層（０＜ｚ≦１）からなる再蒸発層を形成する工程と、
前記開口を形成する工程後かつ前記表面保護層を形成する工程前に、前記再蒸発層の一部を蒸発させて前記上部クラッド層の表面を露出させる工程と、
を更に有する、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。
【請求項６】
前記開口を形成する工程後でかつ前記多結晶構造の表面保護層を形成する工程前に、更に、前記開口を介して導電型不純物をイオン注入して前記上部クラッド層の一部に他の部分より不純物濃度の高い高濃度不純物領域を形成する工程を更に有する、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記開口を形成する工程の直後で前記多結晶構造の表面保護層を形成する工程前に、更に、導電型不純物である金属原子を堆積させる工程を有し、
前記多結晶構造の表面保護層により、前記導電型不純物の蒸発を防止させる、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。
【請求項８】
前記基板と前記下部クラッド層との間に、第1導電型のＡｌuＧａ1-uＮ（０≦ｕ≦１）バッファ層を形成する工程を更に有する、
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、青色領域から紫外光領域で発光可能な、発光ダイオードや半導体レーザ等の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２８は特開平８−９７５０７号公報に開示されている窒化ガリウム系化合物半導体レーザの断面構造を示す。この窒化ガリウム系化合物半導体レーザは、有機金属化合物気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）によって作製されたものであり、以下にその構造を作製方法と共に説明する。
【０００３】
まず、ＭＯＣＶＤ装置内にサファイヤ基板１０１を挿入し、このサファイヤ基板１０１上にＮ型ＧａＮバッファ層１０２、Ｎ型ＡｌＧａＮ下部クラッド層１０３、ＩｎＧａＮ活性層１０４、Ｐ型ＡｌＧａＮ上部クラッド層１０５及びＮ型ＡｌＧａＮ内部電流狭窄層１０７をこの順に成長させる。
【０００４】
次に、上記各層が形成されたサファイヤ基板１０１、つまりウエハーをＭＯＣＶＤ装置内から取り出し、Ｎ型ＡｌＧａＮ内部電流狭窄層１０７をフォトリソグラフィ工程によりエッチングしてストライプ溝（開口）を形成し、電流狭窄層を形成する。
【０００５】
次に、前記ウエハーを再度ＭＯＣＶＤ装置内に挿入し、再成長工程を行い、これによりＮ型ＡｌＧａＮ内部電流狭窄層１０７の上にＰ型ＡｌＧａＮ上部クラッド層１０８及びＰ型ＧａＮコンタクト層１０９を順次形成する。
【０００６】
そして、最終的に、Ｐ型用電極１１０及びＮ型用電極１１１を形成し、これにより図２８に示す構造の窒化ガリウム系化合物半導体レーザが作製される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の窒化ガリウム系化合物半導体レーザにおいては、ウエットエッチング及びドライエッチングを用いて、内部電流狭窄層１０７に開口（ストライプ状の溝）を形成し、Ｐ型ＡｌＧａＮ上部クラッド層１０５の表面を露出させ、その後、再びＭＯＣＶＤ装置内にて再成長Ｐ型ＡｌＧａＮ上部クラッド層１０８を露出したＰ型ＡｌＧａＮ上部クラッド層１０５の表面及びＮ型ＡｌＧａＮ内部電流狭窄層１０７の表面を覆うように再成長する場合において、基板温度を約１０５０℃まで昇温して行う必要がある。
【０００８】
このため、この昇温中において、露出させたＰ型ＡｌＧａＮ上部クラッド層１０５表面の表面荒れ、ストライプ幅及びＮ型ＡｌＧａＮ内部電流狭窄層１０７に形成された溝形状の変形が発生し、再成長界面の高抵抗化による電気的特性の悪化及びストライプ幅、溝形状の変形による光学的特性の悪化という問題が生じ、半導体レーザ素子の素子特性が低下するという問題があった。
【０００９】
図２９に基づき上記問題点を今少し具体的に説明する。エッチング工程によって露出された下地ＡｌＧａＮクラッド層１０５上への再成長工程が約１０５０℃といった高温で行われるため、まず、同図に示すように、露出させたＰ型ＡｌＧａＮ上部クラッド層１０５よりＰ型不純物の抜け（気相中への抜け ）が発生し、Ｐ型ＡｌＧａＮ上部クラッド層１０５表面に欠陥が発生し、表面荒れが生じる。そして、この現象に伴い電流狭窄層１０７のストライプ溝の溝形状が変形する。更には、電流狭窄層１０７からＮ型不純物であるＳｉが気相中に抜け、その表面に表面荒れが発生する。この結果、その上に成長される再成長Ｐ型ＡｌＧａＮ上部クラッド層１０８の結晶性が悪化し、その表面状態が悪化する。
【００１０】
ここで、界面より不純物の抜けが発生すると、界面が高抵抗化するため、電気的特性が劣化する。即ち、順方向電圧が高くなり、動作電圧が大きくなる、閾値電流が増大するという、という問題がある。このため、発光パターンの安定化が図れないという問題もある。
【００１１】
また、ストライプ幅、溝形状の変形により光学的特性が劣化し、再成長Ｐ型ＡｌＧａＮ上部クラッド層１０８の結晶性が悪化し、その表面状態が悪化するため、半導体レーザの信頼性が低下するという問題がある。
【００１２】
このように、上記従来の窒化ガリウム系化合物半導体レーザにあっては、露出されたＰ型ＡｌＧａＮ上部クラッド層１０５及び電流狭窄層１０７の上に直接高温で再成長Ｐ型ＡｌＧａＮ上部クラッド層１０８を成長させていたため、いわば熱的なダメージによって、半導体レーザの電気的特性及び光学的特性が劣化し、その信頼性が低下するという問題があった。
【００１３】
一方、窒化ガリウム系化合物半導体をエッチングする際、現在のところ最適な湿式エッチング液は知られていない。このため、窒化ガリウム系化合物半導体成長層を除去する際において、必要な薄さの層を再現性よく残したり、必要な成長層の表面を露出させることは湿式エッチング液を用いて実現することは非常に困難である。
【００１４】
また、例えばストライプ状の溝等を形成するために、大気中に取り出しフォトリソグラフィ工程によりエッチングしてストライプ溝を形成し、電流狭窄層を形成する場合、露出された上部クラッド層１０５表面上にＣ，○等の不純物が表面に付着し、この表面上に再成長上部クラッド層１０８の成長を行うと再成長界面に界面順位が生じ、この部分において直列抵抗分が高くなり、順方向電圧が高くなるため、この点においても電気的特性が劣化するという問題もある。
【００１５】
なお、電流狭窄層の代わりに電流阻止層を備えた窒化ガリウム系化合物発光ダイオードにおいても、上記同様の問題点を有する。
【００１６】
本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、電気的特性及び光学的特性を向上でき、更には品質の高い再成長界面を有し、信頼性及び素子特性を向上できる窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
〔第1素子群〕
第1素子群にかかる本発明製造方法（後記）で製造された第1態様の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、基板上に窒化ガリウム系化合物半導体層を複数積層してなる積層構造体を形成した窒化ガリウム系化合物半導体発光素子であって、該積層構造体は、活性層と、該活性層を挟む基板側の下部クラッド層及び反基板側の上部クラッド層と、該上部クラッド層上に形成され、開口を有する内部電流狭窄層と、該内部電流狭窄層を覆う表面保護層と、該表面保護層の上に形成された再成長層とを有し、該表面保護層を該再成長層の再成長温度よりも低い成長温度で成長させてなる。これにより上記目的が達成される。
【００１８】
また、第1素子群にかかる本発明製造方法で製造された第２態様の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、非導電型基板と、該非導電型基板の上に形成された第一導電型バッファ層と、該第一導電型バッファ層の上に形成された第一導電型下部クラッド層と、該第一導電型下部クラッド層の上に形成された活性層と、該活性層の上に形成された第二導電型上部クラツド層と、該第二導電型上部クラッド層の上に形成され、開口を有する第一導電型内部電流狭窄層と、該第一導電型内部電流狭窄層を覆う第二導電型表面保護層と、該第二導電型表面保護層の上に形成された再成長第二導電型クラッド層及び第二導電型コンタクト層とを有し、該第二導電型表面保護層を該再成長第二導電型クラッドの再成長温度よりも低い成長温度で成長させてなる。これにより上記目的が達成される。
【００１９】
また、第1素子群にかかる本発明製造方法で製造された第３態様の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、第一導電型を有する基板と、該基板の上に形成された第一導電型バッファ層と、該第一導電型バッファ層の上に形成された第一導電型下部クラッド層と、該第一導電型下部クラッド層の上に形成された活性層と、該活性層の上に形成された第二導電型上部クラッド層と、該第二導電型上部クラッド層の上に形成され、開口を有する第一導電型内部電流狭窄層と、該第一導電型内部電流狭窄層を覆う第二導電型表面保護層と、該第二導電型表面保護層の上に形成された再成長第二導電型クラッド層及び第二導電型コンタクト層とを有し、該第二導電型表面保護層を該再成長第二導電型クラッドの再成長温度よりも低い成長温度で成長させてなる。これにより上記目的が達成される。
【００２０】
また、第1素子群にかかる本発明製造方法で製造された第４態様の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、上記第３態様の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、好ましくは、前記表面保護層の成長温度が材料ガスの分解効率が悪くならない温度以上、該内部電流狭窄層及び該第２クラッド層が蒸発しない温度以下、好ましくは４００℃以上６５０℃以下である。
【００２１】
また、第1素子群にかかる本発明製造方法で製造された第５態様の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、上記第３態様の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、好ましくは、前記表面保護層がＡｌtＧａ1-tＮ（０＜ｔ＜１）、前記内部電流狭窄層がＡｌwＧａ1-wＮ（０≦ｗ≦１）、前記下部及び上部クラッド層がＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）、前記活性層がＩｎyＧａ1-yＮ（０≦ｙ≦１、但しｘ＝０のときｙ≠０）である。
【００２２】
また、第1素子群にかかる本発明製造方法で製造された第６態様の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、上記第３態様の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、好ましくは、前記表面保護層がＡｌtＧａ1-tＮ（０＜ｔ＜０．５）、好ましくはＡｌtＧａ1-tＮ（０．０５＜ｔ＜０．２）である。
【００２３】
〔第1素子群にかかる製造方法〕
上記各種窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、下記第７〜１１の本発明製造方法で製造することができ、これらにより上記本発明の目的を達成することができる。
本発明第７の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法は、非導電型基板を成長室内に挿入し、該非導電型基板上にＮ型ＡｌuＧａ1-uＮ（０≦ｕ≦１）バッファ層を成長させる工程と、該Ｎ型ＡｌuＧａ1-uＮバッファ層の上にＮ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１  ）下部クラツド層を成長させる工程と、該Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ下部クラッド層の上にＩｎyＧａ1-yＮ（０≦ｙ≦１、但し、ｘ＝０のときｙ≠０）活性層を成長させる工程と、該ＩｎyＧａ1-yＮ活性層の上にＰ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）上部クラッド層を成長させる工程と、該Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ上部クラッド層の上にＮ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮ（０≦ｗ≦１）を成長させる工程と、前記の各層が形成された非導電型基板を成長室から取り出し、該Ｎ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮの一部を除去して開口を形成する工程と、該非導電型基板を再度成長室内に挿入し、該Ｎ型内部電流狭窄層の上にＰ型表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮ（０＜ｔ＜１）を成長させる工程と、該Ｐ型表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮの上に再成長Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）クラッド層及び再成長Ｐ型Ａｌx'Ｇａ1-x'Ｎ（０≦ｘ'＜１）コンタクト層を順次成長させる工程とを包含し、該Ｐ型表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮの成長工程を、該再成長Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮクラッド層の再成長温度よりも低い成長温度で行う。
【００２４】
また、本発明第８の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法は、非導電型基板を成長室内に挿入し、該非導電型基板上にＰ型ＡｌuＧａ1-uＮ（０≦ｕ≦１）バッファ層を成長させる工程と、該Ｐ型ＡｌuＧａ1-uＮバッファ層の上にＰ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）下部クラツド層を成長させる工程と、該Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ下部クラツド層の上にＩｎyＧａ1-yＮ（０≦ｙ≦１、但しｘ＝０のときｙ≠０）活性層を成長させる工程と、該ＩｎyＧａ1-yＮ活性層の上にＮ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）上部クラッド層を成長させる工程と、該Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ上部クラッド層の上にＰ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮ（０≦ｗ≦１）を成長させる工程と、前記の各層が形成された非導電型基板を成長室から取り出し、該Ｐ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮの一部を除去して開口を形成する工程と、該非導電型基板を再度成長室内に挿入し、該Ｐ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮの上にＮ型表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮ（０＜ｔ＜１）を成長させる工程と、該Ｎ型表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮの上に再成長Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）クラツド層及び再成長Ｎ型Ａｌx'Ｇａ1-x'Ｎ（０≦ｘ'＜１）コンタクト層を順次成長させる工程とを包含し、該Ｎ型表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮの成長工程を、該再成長Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮクラッド層の再成長温度よりも低い成長温度で行う。
【００２５】
また、本発明第９の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法は、導電型基板を成長室内に挿入し、該導電型基板上にＮ型ＡｌuＧａ1-uＮ（０≦ｕ≦１）バッファ層を成長させる工程と、該Ｎ型ＡｌuＧａ1-uＮバッファ層の上にＮ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）下部クラツド層を成長させる工程と、該Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ下部クラツド層の上にＩｎyＧａ1-yＮ（０≦ｙ≦１、但しｘ＝０のときｙ≠０）活性層を成長させる工程と、該ＩｎyＧａ1-yＮ活性層の上にＰ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）上部クラッド層を成長させる工程と、該Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ上部クラッド層の上にＮ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮ（０≦ｗ≦１）を成長させる工程と、前記の各層が形成された導電型基板を成長室から取り出し、該Ｎ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮの一部を除去して開口を形成する工程と、該導電型基板を再度成長室内に挿入し、該Ｎ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮの上にＰ型表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮ（０＜ｔ＜１）を成長させる工程と、該Ｐ型表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮの上に再成長Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）クラッド層及び再成長Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）コンタクト層を順次成長させる工程とを包含し、該Ｐ型表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮの成長工程を、該再成長Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮクラッド層の再成長温度よりも低い成長温度で行う。
【００２６】
また、本発明第１０の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法は、導電型基板を成長室内に挿入し、該導電型基板部上にＰ型ＡｌuＧａ1-uＮ（０≦ｕ≦１）バッファ層を成長させる工程と、該Ｐ型ＡｌuＧａ1-uＮバッファ層の上にＰ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）下部クラッド層を成長させる工程と、該Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ下部クラッド層の上にＩｎyＧａ1-yＮ（０≦ｙ≦１、但しｘ＝０のときｙ≠０）活性層を成長させる工程と、該ＩｎyＧａ1-yＮ活性層の上にＮ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）上部クラッド層を成長させる工程と、該Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ上部クラッド層の上にＰ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮ（０≦ｗ≦１）を成長させる工程と、 前記の各層が形成された導電型基板を成長室から取り出し、該Ｐ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮの一部を除去して開口を形成する工程と、該導電型基板を成長室内に再度挿入し、該Ｐ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮの上にＮ型表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮ（０＜ｔ＜１）を成長させる工程と、該Ｎ型表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮの上に再成長Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）クラッド層及び再成長Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）コンタクト層を順次成長させる工程とを包含し、Ｎ型表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮの成長工程を、該再成長Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮクラッド層の再成長温度よりも低い成長温度で行う。
【００２７】
また、本発明第１１の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法は、上記第１０の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法において、好ましくは、前記Ｐ型表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮ又は前記Ｎ型表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮの成長温度が、材料ガスの分解効率が悪くならない温度以上、前記内部電流狭窄層及び前記上部クラッド層が蒸発しない温度以下、好ましくは４００℃以上６５０℃以下とする。
【００２８】
〔第２素子群〕
第２素子群にかかる窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、下記する第２素子群にかかる本発明製造方法で製造することができる。
すなわち、第２素子群にかかる本発明製造方法で製造した第１２態様の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、基板上に窒化ガリウム系化合物半導体層を複数積層してなる積層構造体を形成した窒化ガリウム系化合物半導体発光素子であって、該積層構造体は、活性層と、該活性層を挟む基板側の下部クラッド層及び反基板側の上部クラッド層と、該上部クラッド層上に形成され、開口を有する内部電流狭窄層と、該開口によって露出する該上部クラッド層の表面近傍に形成された高濃度不純物領域と、該内部電流狭窄層を覆う表面保護層と、該表面保護層の上に形成された再成長層とを有し、該表面保護層を該再成長層の再成長温度よりも低い成長温度で成長させてなるものであり、この構成により上記目的が達成される。
【００２９】
また、第１３態様の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、非導電型基板と、該非導電型基板上に形成された第一導電型バッファ層と、該第一導電型バッファ層の上に形成された第一導電型下部クラッド層と、該第一導電型下部クラッド層の上に形成された活性層と、該活性層の上に形成された第二導電型上部クラッド層と、該第二導電型上部クラッド層の上に形成され、一部が除去された第二導電型の再蒸発層及び該再蒸発層の除去された部分に対応する幅の開口を有する第一導電型内部電流狭窄層と、該再蒸発層の一部除去及び該開口によって露出する該第二導電型上部クラッド層の表面近傍に第二導電型不純物としての金属が堆積又はイオン注入されてなる高濃度不純物領域と、該第一導電型内部電流狭窄層を覆うように形成され、該第二導電型不純物の蒸発を防止する表面保護層と、該表面保護層の上に形成された再成長第二導電型クラッド層及び第二導電型コンタクト層とを有し、該表面保護層を該再成長第二導電型クラッド層の再成長温度よりも低い成長温度で成長させてなるものであり、この構成により上記目的が達成される。
【００３０】
また、第１４態様の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、第一導電型を有する基板と、該基板上に形成された第一導電型バッファ層と、該第一導電型バッファ層の上に形成された第一導電型下部クラッド層と、該第一導電型下部クラッド層の上に形成された活性層と、該活性層の上に形成された第二導電型上部クラッド層と、該第二導電型上部クラッド層の上に形成され、一部が除去された第二導電型の再蒸発層及び該再蒸発層の除去された部分に対応する幅の開口を有する第一導電型内部電流狭窄層と、該再蒸発層の一部除去及び該開口によって露出する該第二導電型上部クラッド層の表面近傍に第二導電型不純物としての金属が堆積又はイオン注入されてなる高濃度不純物領域と、該第一導電型内部電流狭窄層を覆うように形成され、該第二導電型不純物の蒸発を防止する表面保護層と、該表面保護層の上に形成された再成長第二導電型クラッド層及び第二導電型コンタクト層とを有し、該表面保護層を該再成長第二導電型クラッド層の再成長温度よりも低い成長温度で成長させてなるものであり、この構成により上記目的が達成される。
【００３１】
また、第１５態様の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、上記第１４態様の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、好ましくは、前記表面保護層がＡｌtＧａ1-tＮ（０＜ｔ＜１）、前記再蒸発層がＩｎzＧａ1-zＮ（０＜ｚ≦１）、前記内部電流狭窄層がＡｌwＧａ1-wＮ（０≦ｗ≦１）、前記下部及び上部クラッド層がＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）、前記活性層がＩｎyＧａ1-yＮ（０≦ｙ≦１、但しｘ＝０のときｙ≠０）である。
【００３２】
また、第１６態様の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、上記第１４態様の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、好ましくは、前記第一導電型がＮ型半導体、前記第二導電型がＰ型半導体であり、露出された第二導電型上部クラッド層の表面近傍に形成されたＰ型の高濃度不純物がＭｇ，Ｚｎ等である。
【００３３】
また、第１７態様の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、上記第１４態様の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、好ましくは、前記第一導電型がＰ型半導体、前記第二導電型がＮ型半導体であり、露出された第二導電型上部クラッド層の表面近傍に形成されたＮ型の高濃度不純物がＳｉ，Ｓ，Ｓｅ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｔｅ等である。
【００３４】
〔第２素子群にかかる製造方法〕
上記第２素子群にかかる各種窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、下記第１８〜２１の本発明製造方法で製造することができ、これらにより上記本発明の目的を達成することができる。
本発明第１８の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法は、非導電型基板を成長室内に挿入し、該非導電型基板上にＮ型ＡｌuＧａ1-uＮ（０≦ｕ≦１）バッファ層を成長させる工程と、該Ｎ型ＡｌuＧａ1-uＮバッファ層の上にＮ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）下部クラッド層を成長させる工程と、該Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ下部クラッド層の上にＩｎyＧａ1-yＮ（０≦ｙ≦１、但しｘ＝０のときｙ≠０）活性層を成長させる工程と、該ＩｎyＧａ1-yＮ活性層の上にＰ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）上部クラッド層を成長させる工程と、該Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ上部クラッド層の上にＰ型を有するＩｎzＧａ1-zＮ（０＜ｚ≦１）再蒸発層を成長させる工程と、該ＩｎzＧａ1-zＮ再蒸発層の上にＮ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮ（０≦ｗ≦１）を成長させる工程と、前記の各層が形成された非導電型基板を成長室から取り出し、該Ｎ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮに開口を形成する工程と、該非導電型基板を再度成長室内に挿入し、該ＩｎzＧａ1-zＮ再蒸発層を蒸発させて該Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ上部クラッド層の表面を露出させる工程と、該Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ上部クラッド層の表面近傍にＰ型不純物として金属を堆積し又はイオン注入することにより、該表面近傍にＰ型不純物を高濃度に含む領域を形成する工程と、該Ｎ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮの上にＰ型不純物表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮ（０＜ｔ＜１）を成長させる工程と、該Ｐ型不純物表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮの上に再成長Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）クラッド層及び再成長Ｐ型Ａｌx'Ｇａ1-x'Ｎ（０≦ｘ'＜１）コンタクト層を順次成長させる工程とを包含し、該Ｐ型不純物表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮの成長工程を、再成長Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮクラッド層の成長温度よりも低い温度で行うようにする。
【００３５】
また、本発明第１９の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法は、非導電型基板を成長室内に挿入し、該非導電型基板上にＰ型ＡｌuＧａ1-uＮ（０≦ｕ≦１）バッファ層を成長させる工程と、該Ｐ型ＡｌuＧａ1-uＮバッファ層の上にＰ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）下部クラッド層を成長させる工程と、該Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ下部クラッド層の上にＩｎyＧａ1-yＮ（０≦ｙ≦１、但しｘ＝０のときｙ≠０）活性層を成長させる工程と、該ＩｎyＧａ1-yＮ活性層の上にＮ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）上部クラッド層を成長させる工程と、該Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ上部クラッド層の上にＮ型を有するＩｎzＧａ1-zＮ（０＜ｚ≦１）再蒸発層を成長させる工程と、該ＩｎzＧａ1-zＮ再蒸発層の上にＰ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮ（０≦ｗ≦１）を成長させる工程と、前記の各層が形成された非導電型基板を成長室から取り出し、該Ｐ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮに開口を形成する工程と、該非導電型基板を再度成長室内に挿入し、該ＩｎzＧａ1-zＮ再蒸発層を蒸発させて該Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ上部クラッド層の表面を露出させる工程と、該Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ上部クラッド層の表面近傍にＮ型不純物として金属を堆積し又はイオン注入することにより、該Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ上部クラッド層の表面近傍にＮ型不純物を高濃度に含む領域を形成する工程と、該Ｐ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮの上にＮ型不純物表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮ（０＜ｔ＜１）を成長させる工程と、該Ｎ型不純物表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮの上に再成長Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）クラッド層及び再成長Ｎ型Ａｌx'Ｇａ1-x'Ｎ（０≦ｘ'＜１）コンタクト層を順次成長させる工程とを包含し、該Ｎ型不純物表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮの成長工程を、該再成長Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮクラッド層の成長温度よりも低い温度で行う。
【００３６】
また、本発明第２０の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法は、導電型基板を成長室内に挿入し、該導電型基板上にＮ型ＡｌuＧａ1-uＮ（０≦ｕ≦１）バッファ層を成長させる工程と、該Ｎ型ＡｌuＧａ1-uＮバッファ層の上にＮ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）下部クラッド層を成長させる工程と、該Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ下部クラッド層の上にＩｎyＧａ1-yＮ（０≦ｙ≦１、但しｘ＝０のときｙ≠０）活性層を成長させる工程と、該ＩｎyＧａ1-yＮ活性層の上にＰ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）上部クラッド層を成長させる工程と、該Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ上部クラッド層の上にＰ型を有するＩｎzＧａ1-zＮ（０＜ｚ≦１）再蒸発層を成長させる工程と、該ＩｎzＧａ1-zＮ再蒸発層の上にＮ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮ（０≦ｗ≦１）を成長させる工程と、前記の各層が形成された導電型基板を成長室から取り出し、該Ｎ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮに開口を形成する工程と、該導電型基板を再度成長室内に挿入し、該ＩｎzＧａ1-zＮ再蒸発層を蒸発させて該Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ上部クラッド層の表面を露出させる工程と、該Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ上部クラッド層の表面近傍にＰ型不純物として金属を堆積し又はイオン注入することにより、該Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ上部クラッド層の表面近傍にＰ型不純物を高濃度に含む領域を形成する工程と、該Ｎ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮの上にＰ型不純物表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮ（０＜ｔ＜１）を成長させる工程と、該Ｐ型不純物表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮの上に再成長Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）クラッド層及び再成長Ｎ型Ａｌx'Ｇａ1-x'Ｎ（０≦ｘ'＜１）コンタクト層を順次成長させる工程とを包含し、該Ｐ型不純物表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮの成長工程を、該再成長Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）クラッド層の成長温度よりも低い温度で行う。
【００３７】
また、本発明第２１の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法は、導電型基板を成長室内に挿入し、該導電型基板上にＰ型ＡｌuＧａ1-uＮ（０≦ｕ≦１）バッファ層を成長させる工程と、該Ｐ型ＡｌuＧａ1-uＮバッファ層の上にＰ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）下部クラッド層を成長させる工程と、該Ｐ型ＡｌxＧａ1-xＮ下部クラッド層の上にＩｎyＧａ1-yＮ（０≦ｙ≦１、但しｘ＝０のときｙ≠０）活性層を成長させる工程と、該ＩｎyＧａ1-yＮ活性層の上にＮ型ＡｌxGa1-xＮ（０≦ｘ＜１）上部クラッド層を成長させる工程と、該Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ上部クラッド層の上にＮ型を有するＩｎzＧａ1-zＮ（０＜ｚ≦１）再蒸発層を成長させる工程と、該ＩｎzＧａ1-zＮ再蒸発層の上にＰ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮ（０≦ｗ≦１）を成長させる工程と、前記の各層が形成された導電型基板を成長室から取り出し、該Ｐ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮに開口を形成する工程と、該導電型基板を再度成長室内に挿入し、該ＩｎzＧａ1-zＮ再蒸発層を蒸発させて該Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ上部クラッド層の表面近傍にＮ型不純物として金属を堆積し又はイオン注入することにより、該Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ上部クラッド層の表面近傍にＮ型不純物を高濃度に含む領域を形成する工程と、該Ｐ型内部電流狭窄層ＡｌwＧａ1-wＮの上にＰ型不純物表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮ（０＜ｔ＜１）を成長させる工程と、該Ｐ型不純物表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮの上に再成長Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）クラッド層及び再成長Ｎ型Ａｌx'Ｇａ1-x'Ｎ（０≦ｘ'＜１）コンタクト層を順次成長させる工程とを包含し、該Ｐ型不純物表面保護層ＡｌtＧａ1-tＮの成長工程を、該再成長Ｎ型ＡｌxＧａ1-xＮクラッド層の成長温度よりも低い温度で行う。
【００４４】
以下に、本発明の作用を説明する。
【００４５】
材料ガスの分解効率が悪くならない温度以上、内部電流狭窄層及び下地クラッド層が蒸発しない温度以下で形成された表面保護層を有する構成によれば、下地クラッド層から不純物が抜けるのを防止できるので、界面が高抵抗化することがない。この結果、順方向電圧を低減できるので、電気的特性を向上できる。
【００４６】
加えて、下地クラッド層表面等の表面荒れを防止でき、その保護を図ることができるので、再成長クラッド層の結晶性が良好なものとなり、表面状態を良好にできる。
【００４７】
また、ストライプ溝の溝形状、溝幅が変形することがないので、光学的特性を向上できる。
【００４８】
以上の理由により、上記構成の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子によれば、動作電圧の低減、発光パターンの安定化、閾値電流の低減、といった電気的特性及び光学的特性を向上でき、信頼性を向上できる窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を実現することが可能になる。
【００４９】
加えて、下地クラッド層が表面保護層によって熱的に保護され、その組成比を安定化できるので、この点においても信頼性を向上できる。
【００５０】
ここで、表面保護層は、材料ガスの分解効率が悪くならない温度以上、内部電流狭窄層及びクラッド層が蒸発しない温度以下で成長すればよいが、具体的なその温度は４００℃以上８００℃以下であるが、製作性を考慮すれば、４００℃以上６５０℃以下が好ましい。
【００５１】
なお、上記構成において、ＡｌyＧａ1-yＮ上部クラッド層及びＡｌyＧａ1-yＮ再成長クラッド層をＮ型とすると、Ａｌ組成比、つまりｙの値をＰ型よりも大きくできるので（但し、ＡｌxＧａ1-xＮクラッド層との関係において、ｘ≠ｙの条件を満足する必要がある）、光閉じ込め性をより向上できる利点がある。
【００５２】
ここで、上記の手法は、電流狭窄層の代わりに下地クラッド層の上に電流阻止層を形成した構造の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子にも同様に適用できる。
【００５３】
また、下地クラッド層の表面近傍に高濃度不純物領域を形成し、内部電流狭窄層を覆うように表面保護層（蒸発防止層ともいう）を形成する構成によれば、高濃度不純物領域から不純物が気相中に抜けるのを防止できるので、再成長界面での直列抵抗分を低くできる。この結果、ストライプ状の溝等を形成するために、大気中にウェハーを取り出して、フォトリソグラフィ工程によりエッチングしてストライプ溝を形成し、電流狭窄層を形成する場合であっても、再成長界面に界面順位が生じ、再成長界面での直列抵抗分が大きくなることはない。
【００５４】
このため、順方向電圧が低く電気的特性が良好な、かつ再成長界面が良好な信頼性の高い窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を実現できる。
【００５６】
なお、上記の構成において、低温基板温度（成長温度よりも低温を意味する）にて積層した表面保護層は、共に多結晶であるが、上部クラッド層の表面上に再成長するために基板温度の昇温中に多結晶から単結晶になるので、特に素子特性に悪影響を及ぼすことはない。
【００５７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づき具体的に説明する。なお、本明細書において、窒化ガリウム系半導体とは、例えば、ＧａcＡｌdＩｎ1-c-dＮ（０＜ｃ≦１，０≦ｄ＜１，０＜ｃ＋ｄ≦１）も含むものとする。
【００５８】
（実施形態１）
図１は本発明窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実施形態１を示し、本実施形態１では、本発明を窒化ガリウム系半導体レーザに適用している。
【００５９】
この窒化ガリウム系化合物半導体レーザは、ＭＯＣＶＤ法によって作製されたものであり、ＭＯＣＶＤ装置内に挿入される基板としては、低抵抗のＳｉＣ基板を用いた。また、Ｖ族原料として、アンモニアＮＨ3、III族原料としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）を用いた。更に、Ｐ型不純物としてビスシクロペンタデイエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）、Ｎ型不純物としてモノシラン（ＳｉＨ4）を用い、キャリヤガスとしてＨ2及びＮ2を用いた。
【００６０】
この窒化ガリウム系化合物半導体レーザは、図１に示すように、低抵抗Ｎ型ＳｉＣ基板１上に、Ｎ型ＧａＮバッファ層２、Ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層（下部クラッド層）３、ノンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ活性層４、ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層（上部クラッド層）５、Ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７、ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層８及びＭｇドープＧａＮコンタクト層９をこの順に形成し、低抵抗Ｎ型ＳｉＣ基板１の底面にＮ型用電極１１を、ＭｇドープＧａＮコンタクト層９の上面にＰ型用電極１０を形成した構造になっている。なお、Ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７及び露出したＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５の表面を覆うように表面保護層７’が形成されている。
【００６１】
以下にその製造工程を図２（ａ）〜（ｄ）及び図３（ａ）〜（ｃ）に基づき説明する。まず、１回目の結晶成長を行うため、低抵抗Ｎ型ＳｉＣ基板１をＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上にセットし、基板温度を1200℃程度まで昇温し、表面処理を施す。次に、低抵抗Ｎ型ＳｉＣ基板１の基板温度を1050℃程度まで降温し、低抵抗Ｎ型ＳｉＣ基板１にＮ型ＧａＮバッファ層２を０．０５〜１μｍ程度成長させる。
【００６２】
次に、Ｎ型ＧａＮバッファ層２の上にＮ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層３を０．７〜１μｍ程度成長させる。そして、基板温度を800〜850℃程度に降温し、Ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層３の上にノンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ活性層４を３〜８０ｎｍ成長させる。
【００６３】
次に、基板温度を1050℃程度まで昇温し、ノンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ活性層４の上にＭｇドープＡ１0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５を０．１〜０．３μｍ程度成長させる。次に、ＭｇドープＡ１0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５の上にＮ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７を０．５μｍ成長させる（図２（ａ）参照）。
【００６４】
次に、上記各層が形成された低抵抗Ｎ型ＳｉＣ基板１、つまりウエハーを成長室から取り出し、大気中でＮ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７の表面上にＳｉＯx，ＳｉＮx又はレジストマスク１２を形成し、通常のフォトリソグラフィ技術を用いてＮ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７の上のＳｉＯx，ＳｉＮx又はレジストマスク１２の一部をストライプ状に除去し開口１３を形成する（図２（ｂ）参照）。
【００６５】
次に、このウエハーをウエットエッチング又はドライエッチング、例えば反応性イオンエッチングであるＲＩＥ法又はサイクロトロン共鳴を利用した反応性ビームエッチングであるＥＣＲ−ＲＩＢＥ法を用いて、Ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７をＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５の表面が露出するまでエッチング１４する（図２（ｃ）参照）。
【００６６】
続いて、フッ酸系エッチング液又は有機溶剤にてレジストマスク１２を除去する（図２（ｄ）参照）。
【００６７】
次に、ウエハーを再度ＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上にセットする。ここで、本発明では、上記の従来例とは異なり、基板温度を約1050℃まで昇温して再成長クラッド層、即ちＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層８を成長させるのではなく、その前に、基板温度400〜650℃にてＡｌを含む厚さ１０〜２０ｎｍのＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ表面保護層７’を露出したクラッド層表面及び内部電流狭窄層表面を覆うように成長させている（図３（ａ）参照）。
【００６８】
ここで、低温基板温度（400〜650℃）にて成長させた表面保護層７’は多結晶であるが、この表面上に再成長するための基板温度の昇温中に表面保護層は多結晶から単結晶になり、特に素子特性に悪影響を及ぼすことはない。
【００６９】
なお、表面保護層７’の成長温度は、材料ガスの分解効率が悪くならない温度以上、前記Ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７及び前記ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５が蒸発しない温度以下であればよく、この温度は具体的には、400℃以上800℃以下である。但し、実施する上ではある程度の余裕が必要なので、400℃以上650℃以下とすると、実施する上で好ましいものになる。
【００７０】
次に、基板温度を1050℃程度まで昇温し、ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層８を０．７〜１μｍ程度及びＭｇドープＧａＮコンタクト層９を０．５〜１μｍ程度成長させる（図３（ｂ）参照）。
【００７１】
次に、ウエハーをＭＯＣＶＤ装置から取り出し、Ｎ2雰囲気下、800℃にて熱アニーリングを行いＭｇドープ層をＰ型に変化させる。そして、Ｐ型ＧａＮコンタクト層９の上にＰ型用電極１０、低抵抗ｎ型ＳｉＣ基板１にＮ型用電極１１を形成する（図３（ｃ）参照）。
【００７２】
以上の工程によって、図１に示す構造の窒化ガリウム系化合物半導体レーザが作製される。
【００７３】
ここで、本実施形態１の窒化ガリウム系化合物半導体レーザでは、ＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ表面保護層７’を露出したクラッド層表面及び内部電流狭窄層表面を覆うように形成してあるので、上記作用のところで説明したように、基板温度昇温中に、露出させたクラッド層表面上の表面荒れ、ストライプ幅及び内部電流狭窄層に形成された溝形状の変形が発生するのを防止できる。
【００７４】
よって、本実施形態１によれば、電気的特性及び光学的特性が優れ、信頼性の高い窒化ガリウム系化合物半導体レーザを実現することができる。
【００７５】
なお、ＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ表面保護層７’の層厚は、１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０ｎｍ〜６０ｎｍの範囲とする。その理由は、層厚が１０ｎｍ未満だとこの層が基板の昇温中に蒸発してしまい保護層として機能しなくなるからである。また、層厚が１μｍを超えると、結晶性が悪くなり、表面状態も悪くなり、その上に形成される層に悪影響を及ぼすからである。
【００７６】
また、ＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ表面保護層７’の組成比、ＡｌxＧａ1-xＮは、０＜ｘ＜０．５、好ましくは０．０５＜ｘ＜０．２程度とする。その理由は、ｘ＝０、つまりＧａＮだと蒸発してしまい保護膜として機能しなくなるからである。また、０．５以上だと不純物をドーピングしても高抵抗となり、また結晶性が悪くなるからである。
【００７７】
また、ＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ表面保護層７’の組成比と、ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５の組成比の関係について考察すると、ＡｌxＧａ1-xＮクラッド層５をＧａＮクラッド層５とすると、その光閉じ込め性が弱くなるが、この場合にＡｌtＧａ1-tＮ表面保護層７’のｔを大きくすれば、光閉じ込めを十分に行うことができる。従って、これらの層の組成比については両者の組成比の関係を考慮して適宜定める必要がある。
【００７８】
（実施形態２）
図４は本発明窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実施形態２を示す。本実施形態２の窒化ガリウム系化合物半導体レーザは、基板としてサファイヤ基板を用いている。Ｖ族原料、III族原料、Ｐ型不純物、Ｎ型不純物及びキャリヤガスについては上記実施形態１と同様である。なお、上記実施形態１と対応する部材については、材質、組成比が異なるものであっても、同一の符号を付してあり、この点に関しては以下の実施形態３以降についても同様とする。
【００７９】
この窒化ガリウム系化合物半導体レーザは、サファイヤ基板１の表面にＧａＮ又はＡｌＮ又はＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎバッファ層２’を形成した点と、Ｎ型用電極１１をＮ型ＧａＮバッファ層２の上に形成した点が、主として実施形態１の窒化ガリウム系化合物半導体レーザと異なっている。
【００８０】
以下にその製造工程を図５（ａ）〜（ｃ）及び図６（ａ）〜（ｄ）に基づいて説明する。
【００８１】
まず、１回目の結晶成長を行うため、サファイヤ基板１をＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上にセットし、基板温度1200℃程度まで昇温し、表面処理を施す。次に、サファイヤ基板１の基板温度を500℃〜650℃程度まで降温し、サファイヤ基板１の表面にＧａＮ、ＡｌＮ又はＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎバッファ層２’を５０ｎｍ〜２μｍ程度成長し、次に、基板温度を1050℃程度まで昇温し、Ｎ型ＧａＮバッファ層２を０．５〜１μｍ程度成長させる。
【００８２】
次に、Ｎ型ＧａＮバッファ層２の上にＮ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層３を０．７〜１μｍ程度成長し、基板温度を800〜850℃程度に降温し、ノンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ活性層４を３〜８０ｎｍ成長させる。
【００８３】
次に、基板温度を1050℃程度まで昇温し、ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５を０．１〜０．３μｍ程度成長し、基板温度を1050℃程度まで昇温し、Ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７を０．５μｍ成長する（図５（ａ）参照）。
【００８４】
次に、ウエハーを成長室から取り出し、Ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７の上にＳｉＯx，ＳｉＮx又はレジストマスク１２を形成し、通常のフォトリソグラフィ技術を用いてＮ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７の上のＳｉＯx，ＳｉＮx又はレジストマスク１２の一部をストライプ状に除去して開口１３を形成する（図５（ｂ）参照）。
【００８５】
次に、このウエハーをウエットエッチング又ドライエッチング、例えば上記のＲＩＥ又はＥＣＲ‐ＲＩＢＥを用いて、Ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７をＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５の表面が露出するまでエッチング１４する（図５（ｃ）参照）。
【００８６】
続いて、フッ酸系エッチング液又は有機溶剤にてレジストマスク１２を除去する。
【００８７】
次に、ウエハーを再度ＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上にセットする。そして、再成長を行うために基板温度を約1050℃まで昇温する前に、上記実施形態１同様に、基板温度400〜650℃にてＡｌを含むＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ表面保護層７’を１０〜２０ｎｍ成長させ、露出したＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５の表面及びＮ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７を覆うように積層する（図６（ａ）参照）。
【００８８】
ここで、低温基板温度にて積層した表面保護層７’は多結晶であるが、この表面上に再成長するために基板温度の昇温中に表面保護層７’は多結晶から単結晶になり、特に素子特性に悪影響をおよぼすことはない。
【００８９】
次に、基板温度を1050℃程度まで昇温し、ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層８を０．７〜１μｍ程度及びＭｇドープＧａＮコンタクト層９を０．５〜１μｍ程度成長させる（図６（ｂ）参照）。
【００９０】
次に、ウエハーをＭＯＣＶＤ装置から取り出し、Ｎ2雰囲気下、800℃にて熱アニーリングを行い、Ｍｇドープ層をＰ型に変化させる。次に、Ｎ型用電極１１付けを行うためにＮ型ＧａＮバッファ層２の表面が露出するまでエッチング１６する（図６（ｃ）参照）。
【００９１】
次に、Ｐ型ＧａＮコンタクト層９の上にＰ型用電極１０、Ｎ型ＧａＮバッファ層２にＮ型用電極１１を形成する（図６（ｄ）参照）。
【００９２】
以上の工程によって、図４に示す構造の窒化ガリウム系化合物半導体レーザが作製される。
【００９３】
本実施形態２においても、ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５の表面及びＮ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７を覆う表面保護層７’が形成されているので、上記実施形態１同様の効果を奏することができる。
【００９４】
（実施形態３）
図７は本発明窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実施形態３を示す。本実施形態３の窒化ガリウム系化合物半導体レーザも、ＭＯＣＶＤ法によって作製される。ここで、本実施形態３では、基板として低抵抗ＳｉＣ基板を用い、Ｖ族原料、III族原料、Ｐ型不純物、Ｎ型不純物及びキャリヤガスは上記実施形態１及び実施形態２と同様のものを用いた。
【００９５】
本実施形態３の窒化ガリウム系化合物半導体レーザは、材質が異なるものの上記実施形態１と同様の断面構造になっている。
【００９６】
以下に図８（ａ）〜（ｄ）及び図９（ａ）〜（ｃ）に基づきその製造工程を説明する。
【００９７】
まず、１回目の結晶成長を行うため、低抵抗Ｐ型ＳｉＣ基板１をＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上にセットし、基板温度1200℃程度まで昇温し、表面処理を施す。次に、低抵抗Ｐ型ＳｉＣ基板１の基板温度を1050℃程度まで降温し、低抵抗Ｐ型ＳｉＣ基板１上にＭｇドープＧａＮバッファ層２を０．５〜１μｍ程度成長させる。
【００９８】
次に、ＭｇドープＧａＮバッファ層２の上にＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層３を０．７〜１μｍ程度成長させ、基板温度を800〜850℃程度に降温し、ノンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ活性層４を３〜８０ｎｍ成長させる。次に、基板温度を1050℃程度まで昇温し、Ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５を０．１〜０．３μｍ程度成長させ、ＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７を０．５μｍ成長させる。ここで、内部電流狭窄層７は電流が流れない高抵抗層も含む（図８（ａ）参照）。
【００９９】
次に、ウエハーを成長室から取り出し、ＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７の上にＳｉＯx，ＳｉＮx又はレジストマスク１２を形成し、通常のフォトリソグラフィ技術を用いて、ＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７の上のＳｉＯx，ＳｉＮx又はレジストマスク１２の一部をストライプ状に除去して開口１３を形成する（図８（ｂ）参照）。
【０１００】
そして、大気中で、このウエハーをウエットエッチング又はドライエッチング法、例えば上述のＲＩＥ又はＥＣＲ−ＲＩＢＥを用いて、ＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７をＮ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５の表面が露出するまでエッチング１４する（図８（ｃ）参照）。
【０１０１】
次に、フッ酸系エッチング液又は有機溶剤にてレジストマスク１２を除去する（図８（ｄ）参照）。
【０１０２】
次に、ウエハーを再度ＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上にセットする。そして、上記各実施形態同様に、基板温度400〜650℃にてＡｌを含むＮ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ表面保護層７’を１０〜２０ｎｍ成長させ、露出したＮ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５の表面及びＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７の表面を覆うように積層する（図９（ａ）参照）。
【０１０３】
ここで、低温基板温度にて積層した表面保護層７’は多結晶であるが、この表面上に再成長するために基板温度の昇温中に表面保護層７’は多結晶から単結晶になり、特に素子特性に悪影響を及ぼすことはない。
【０１０４】
次に、基板温度を1050℃程度まで昇温し、Ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層８を０．７〜１μｍ程度及びＮ型ＧａＮコンタクト層９を０．５〜１μｍ程度成長させる（図９（ｂ）参照）。
【０１０５】
次に、ウエハーをＭＯＣＶＤ装置から取り出し、Ｎ2雰囲気下、８００℃にて熱アニーリングを行いＭｇドープ層をＰ型に変化させる。そして、Ｎ型ＧａＮコンタクト層９の上にＮ型用電極１１、低抵抗Ｐ型ＳｉＣ基板１にＰ型用電極１０を形成する（図９（ｃ）参照）。
【０１０６】
以上の工程によって、図７に示す構造の窒化ガリウム系化合物半導体レーザが作製される。
【０１０７】
本実施形態３においても、Ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５の表面及びＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７の表面を覆う表面保護層７’が形成されているので、上記実施形態１同様の効果を奏することができる。
【０１０８】
加えて、本実施形態３では、上部クラッド層５及び再成長クラッド層８が共にＮ型であるので、上記作用のところで述べた理由により、光閉じ込め性を実施形態１，２のＰ型のものよりも向上できる利点がある。
【０１０９】
（実施形態４）
図１０は、本発明窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実施形態４を示す。本実施形態４の窒化ガリウム系化合物半導体レーザもＭＯＣＶＤ法によって作製される。本実施形態４では、基板としてサファイヤ基板を用い、Ｖ族原料、III族原料、Ｐ型不純物、Ｎ型不純物及びキャリヤガスについては上記各実施形態と同様である。
【０１１０】
以下に、図１１（ａ）〜（ｃ）及び図１２（ａ）〜（ｄ）に基づきその製造工程について説明する。
【０１１１】
まず、１回目の結晶成長を行うため、サファイヤ基板１をＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上にセットし、基板温度1200℃程度まで昇温し、表面処理を施す。次に、サファイヤ基板１の基板温度を500℃〜650℃程度まで降温し、サファイヤ基板１上にＧａＮ、ＡｌＮ又はＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎバッファ層２’を５０ｎｍ〜２μｍ程度成長させる。
【０１１２】
次に、基板温度を1050℃程度まで昇温し、ＭｇドープＧａＮバッファ層２を０．５〜１μｍ程度成長させる。次に、ＭｇドープＧａＮバッファ層２の上にＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層３を０．７〜１μｍ程度成長させる。そして、基板温度を800〜850℃程度に降温し、ノンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ活性層４を３〜８０ｎｍ成長させる。
【０１１３】
次に、基板温度を1050℃程度まで昇温し、Ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５を０．１〜０．３μｍ程度成長させ、更にＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７を０．５μｍ成長させる。ここで、内部電流狭窄層７は電流が流れない高抵抗層でもよい（図１１（ａ）参照）。
【０１１４】
次に、ウエハーを成長室から取り出し、ＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７の上のＳｉＯx，ＳｉＮx又はレジストマスク１２を形成し、通常のフォトリソグラフィ技術を用いてＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７の上のＳｉＯx，ＳｉＮx又はレジストマスク１２の一部をストライプ状に除去して開口１３を形成する（図１１（ｂ）参照）。
【０１１５】
次に、このウエハーをウエットエッチング又はドライエッチング、例えば上述のＲＩＥ又はＥＣＲ‐ＲＩＢＥにおいて、ＢＣｌ3／Ａｒ又はＣＣｌ2Ｆ2／Ａｒ等のガスを用いて、ＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７の表面が露出するまでエッチング１４する（図１１（ｃ）参照）。
【０１１６】
次に、フッ酸系エッチング液又は有機溶剤にてレジストマスク１２を除去する。そして、ウエハーを再度ＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上にセットする。次に、上記各実施形態同様に、基板温度400〜650℃にてＡｌを含むＮ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ表面保護層７’を１０〜２０ｎｍ成長させ、露出したＮ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５の表面及びＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７の表面を覆うように積層する（図１２（ａ）参照）。
【０１１７】
ここで、低温基板温度にて積層した表面保護層７’は多結晶であるが、この表面上に再成長するために基板温度の昇温中に表面保護層７’は多結晶から単結晶になり、特に素子特性に悪影響を及ぼすことはない。
【０１１８】
次に、基板温度を1050℃程度まで昇温し、Ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層８を０．７〜１μｍ程度及びＮ型ＧａＮコンタクト層９を０．５〜１μｍ程度成長させる（図１２（ｂ）参照）。
【０１１９】
次に、ウエハーをＭＯＣＶＤ装置から取り出し、Ｎ2雰囲気下、800℃にて熱アニーリングを行い、Ｍｇドープ層をＰ型に変化させる。次に、Ｐ型用電極づけを行うためにＰ型ＧａＮバッファ層２の表面が露出するまでエッチング１６する（図１２（ｃ）参照）。
【０１２０】
そして、Ｎ型ＧａＮコンタクト層９の上にＮ型用電極１１、Ｐ型ＧａＮバッファ層２の上にＰ型用電極１０を形成する（図１２（ｄ）参照）。
【０１２１】
以上の工程によって、図１０に示す構造の窒化ガリウム系化合物半導体レーザが作製される。
【０１２２】
本実施形態４においても、Ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５の表面及びＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７の表面を覆う表面保護層７’が形成されているので、上記実施形態１同様の効果を奏することができる。
【０１２３】
（実施形態５）
図１３は本発明窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実施形態５を示す。本実施形態５の窒化ガリウム系化合物半導体レーザは、上記実施形態１〜実施形態４のものとは異なり、表面保護層７'を有しておらず、上部クラッド層５の表面に再蒸発層６を形成し、かつエッチング工程で露出された上部クラッド層５の表面近傍に高濃度不純物領域２０を形成し、かつこの高濃度不純物領域２０を覆うように内部電流狭窄層７の上に表面保護層である不純物蒸発防止層２１を形成した構造になっている。
【０１２４】
本実施形態５の窒化ガリウム系化合物半導体レーザも、ＭＯＣＶＤ法によって作製される。本実施形態５では、基板として低抵抗型ＳｉＣ基板を用い、Ｖ族原料、III族原料、Ｐ型不純物、Ｎ型不純物及びキャリヤガスについては上記各実施形態と同様である。
【０１２５】
以下に本実施形態５の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造工程を、図１４（ａ）〜（ｅ）及び図１５（ａ）〜（ｄ）に基づき説明する。
【０１２６】
まず、１回目の結晶成長を行うため、低抵抗Ｎ型ＳｉＣ基板１をＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上にセットし、基板温度1200℃程度まで昇温し、表面処理を施す。次に、低抵抗Ｎ型ＳｉＣ基板１の基板温度を1050℃程度まで降温し、低抵抗Ｎ型ＳｉＣ基板１上にＮ型ＧａＮバッファ層２を０．０５〜１μｍ程度成長させる。
【０１２７】
次に、Ｎ型ＧａＮバッファ層２の上にＮ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層３を０．７〜１μｍ程度成長させる。続いて、基板温度を800〜850℃程度に降温し、ノンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ活性層４を３〜８０ｎｍ成長させる。次に、基板温度を1050℃程度まで昇温し、ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５を０．１〜０．３μｍ程度成長させ、更に基板温度を400〜850℃程度に降温し、ＭｇドープＩｎＮ再蒸発層６を３ｎｍ成長させる。そして、基板温度を400℃〜1050℃程度まで昇温しながら、Ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７を０．５μｍ成長させる（図１４（ａ）参照）。
【０１２８】
次に、ウエハーを成長室から取り出し、Ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７の表面上にＳｉＯx，ＳｉＮx又はレジストマスク１２を形成し、通常のフォトリソグラフィ技術を用いてＮ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７の上のＳｉＯx，ＳｉＮx又はレジストマスク１２の一部をストライプ状に除去して開口１３を形成する（図１４（ｂ）参照）。
【０１２９】
次に、このウエハーを大気中でウエットエッチング又はドライエッチング、例えば上述のＲＩＥ又はＥＣＲ‐ＲＩＢＥにおいて、ＢＣｌ3／Ａｒ又はＣＣｌ2Ｆ2／Ａｒ等のガスを用いて、Ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７をＭｇドープＩｎＮ再蒸発層６の表面が露出するまでエッチング１４する（図１４（ｃ）参照）。
【０１３０】
次に、フッ酸系エッチング液又は有機溶剤にてレジストマスク１２を除去する（図１４（ｄ）参照）。
【０１３１】
次に、ウエハーを再度ＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上にセットし、Ｎ2及びＮＨ3雰囲気下、基板温度約550℃にてＭｇドープＩｎＮ層６を再蒸発させ、ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５の表面を露出１５させる（図１４（ｅ）参照）。
【０１３２】
次に、所定の基板温度にて、露出させたＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５の表面上に、例えばＭｇを数原子層堆積させる（５Ｐ１）、或いはイオン注入を行う（５Ｐ２）又はＭｇ高ドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ層を積層する（５Ｐ３）ことにより、Ｍｇ高ドープ濃度領域（高濃度不純物領域）２０を形成する。ここで、好ましいＰ型材料としては、蒸気圧が低く温度依存性の少ないＣｐ2Ｍｇがよい（図１５（ａ）参照）。
【０１３３】
ここで、Ｍｇ高ドープ濃度領域２０の好ましいＭｇ不純物濃度の範囲は１×１０18〜１×１０19ｃｍ‐3とする。
【０１３４】
例えば、Ｐ型不純物としての有機金属はＤＭＺｎ，ＤＥＺｎ等を用いてもよい。なお、Ｐ型不純物高濃度領域を形成する基板温度は、例えば400〜800℃の範囲が好ましい。
【０１３５】
次に、２回目の結晶成長を行う。露出させたＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５の表面上のＭｇ高ドープ濃度領域２０よりＭｇの再蒸発を防止するために、基板温度400℃〜650℃にて表面保護層であるＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ不純物蒸発防止層２１を１０〜２０ｎｍ成長させる（図１５（ｂ）参照）。
【０１３６】
ここで、低温基板温度にて積層した表面保護層である不純物蒸発防止層２１は多結晶であるが、この表面上に再成長するために基板温度の昇温中に不純物蒸発防止層２１は多結晶から単結晶になり、特に素子特性に悪影響を及ぼすことはない。
【０１３７】
次に、基板温度を1050℃程度まで昇温し、ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層８を０．７〜１μｍ程度及びＭｇドープＧａＮコンタクト層９を０．５〜１μｍ程度成長させる。ここで、基板温度を昇温中にＭｇドープクラッド層５の表面上に堆積されたＭｇがＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５中に拡散される（図１５（ｃ）参照）。
【０１３８】
次に、ウエハーをＭＯＣＶＤ装置から取り出し、Ｎ2雰囲気下、800℃にて熱アニーリングを行い、Ｍｇドープ層をＰ型に変化させる。そして、Ｐ型ＧａＮコンタクト層９の上にＰ型用電極１０、低抵抗Ｎ型ＳｉＣ基板１にＮ型用電極１１を形成する（図１５（ｄ）参照）。
【０１３９】
以上の工程により、図１３に示す構造の窒化ガリウム系化合物半導体レーザが作製される。
【０１４０】
本実施形態５の窒化ガリウム系化合物半導体レーザによれば、再蒸発層を低温にて再蒸発させ、露出されたクラッド層表面上にＰ型不純物を堆積させ、イオン注入を行う又は高ドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ層を積層することにより高ドープ濃度領域２０を形成し、かつＰ型不純物の再蒸発を防止するために、表面保護層であるＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ不純物蒸発防止層２１を形成する素子構造をとるため、再成長界面でのキャリヤの欠乏を防止できる。このため、再成長界面での直列抵抗分が低くなり、順方向電圧が低い、再成長界面が良好な信頼性の優れた内部電流狭窄型窒化ガリウム系半導体レーザ又は発光素子の作製が可能となる。
【０１４１】
（実施形態６）
図１６は本発明窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実施形態６を示す。本実施形態６の窒化ガリウム系化合物半導体レーザは、サファイヤ基板１の表面にＧａＮ又はＡｌＮ又はＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎバッファ層２’を形成した点と、Ｎ型用電極１１をＮ型ＧａＮバッファ層２の上に形成した点が、主として実施形態１の窒化ガリウム系化合物半導体レーザと異なっている。
【０１４２】
なお、この窒化ガリウム系化合物半導体レーザも、ＭＯＣＶＤ法によって作製される。本実施形態４では、基板としてサファイヤ基板を用い、Ｖ族原料、III族原料、Ｐ型不純物、Ｎ型不純物及びキャリヤガスについては上記各実施形態と同様である。
【０１４３】
以下にその製造工程を図１７（ａ）〜（ｅ）及び図１８（ａ）〜（ｄ）に基づいて説明する。
【０１４４】
まず、１回目の結晶成長を行うため、サファイヤ基板１をＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上にセットし、基板温度1200℃程度まで昇温し、表面処理を施す。次に、サファイヤ基板の基板温度を500℃〜650℃程度まで降温し、サファイヤ基板１にＧａＮ、ＡｌＮ又はＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎバッファ層２’を５０ｎｍ〜２μｍ程度成長させる。次に、基板温度を1050℃程度まで昇温し、Ｎ型ＧａＮバッファ層２を０．５〜１μｍ程度成長させ、次に、Ｎ型ＧａＮバッファ層２の上にＮ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層３を０．７〜１μｍ程度成長させる。
【０１４５】
次に、基板温度を800〜850℃程度に降温し、ノンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ活性層４を３〜８０ｎｍ成長させ、次に、基板温度を1050℃程度まで昇温、ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５を０．１〜０．３μｍ程度成長させ、更に、基板温度400〜850℃程度に降温し、ＭｇドープＩｎＮ再蒸発層６を３ｎｍ成長させる。次に、基板温度を1050℃程度まで昇温しながら、Ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７を０．５μｍ成長させる（図１７（ａ）参照）。
【０１４６】
次に、ウエハーを成長室から取り出し、Ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７の上にＳｉＯx，ＳｉＮx又はレジストマスク１２を形成し、通常のフォトリソグラフィ技術を用いてＮ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７の上のＳｉＯx，ＳｉＮx又はレジストマスク１２の一部をストライプ状に除去して開口１３を形成する（図１７（ｂ）参照）。
【０１４７】
次に、このウエハーを大気中でウエットエッチング又はドライエッチング、例えば上述のＲＩＥ又はＥＣＲ−ＲＩＢＥにおいて、ＢＣｌ3／Ａｒ又はＣＣｌ2Ｆ2／Ａｒ等のガスを用いて、Ｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７をＭｇドープＩｎＮ再蒸発層６の表面が露出するまでエッチング１４する（図１７（ｃ）参照）。
【０１４８】
次に、フッ酸系エッチング液又は有機溶剤にてレジストマスク１２を除去する。
【０１４９】
次に、ウエハーを再度ＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上にセットし、Ｎ2及びＮＨ3雰囲気下、基板温度約550℃にてＭｇドープＩｎＮ層６を再蒸発させ、ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５の表面を露出１５させる（図１７（ｄ）参照）。
【０１５０】
次に、所定の基板温度にて、露出させたＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５の表面上に、例えばＭｇを数原子層堆積させる（５Ｐ１）、或いはイオン注入を行う（５Ｐ２）又はＭｇ高ドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ層を積層する（５Ｐ３）ことによりＭｇ高ドープ濃度領域２０を形成する。
【０１５１】
ここで、好ましいＰ型材料及びＭｇ不純物濃度の範囲等は上記実施形態５と同様である。
【０１５２】
次に、２回目の結晶成長を行う。露出させたＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５の表面上のＭｇ高ドープ濃度領域２０よりＭｇの再蒸発を防止するために、基板温度400℃〜650℃にて表面保護層であるＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ不純物蒸発防止層２１を１０〜２０ｎｍ成長させる（図１８（ａ）参照）。
【０１５３】
この不純物蒸発防止層２１も多結晶であるが、この表面上に再成長するために基板温度の昇温中に不純物蒸発防止層２１は多結晶から単結晶になり、特に素子特性に悪影響を及ぼすことはない。
【０１５４】
次に、基板温度を1050℃程度まで昇温し、ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層８を０．７〜１μｍ程度及びＭｇドープＧａＮコンタクト層９を０．５〜１μｍ程度成長させる。ここで、基板温度を昇温中にＭｇドープクラッド層５の表面上に堆積されたＭｇがＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５中に拡散される（図１８（ｂ）参照）。
【０１５５】
次に、ウエハーをＭＯＣＶＤ装置から取り出し、Ｎ2雰囲気下、800℃にて熱アニーリングを行い、Ｍｇドープ層をＰ型に変化させる。次に、Ｎ型用電極付けを行うために、Ｎ型ＧａＮバッファ層２の表面が露出するまでエッチング１６する（図１８（ｃ）参照）。
【０１５６】
そして、Ｐ型ＧａＮコンタクト層９の上にＰ型用電極１０、Ｎ型ＧａＮバッファ層２にＮ型用電極１１を形成する（図１８（ｄ）参照）。
【０１５７】
以上の工程により、図１６に示す構造の窒化ガリウム系化合物半導体レーザが作製される。
【０１５８】
本実施形態６の窒化ガリウム系化合物半導体レーザは、実施形態５の窒化ガリウム系化合物半導体レーザと同様の素子構造を有するので、上記同様の効果を奏することができる。
【０１５９】
（実施形態７）
図１９は本発明窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実施形態７を示す。本実施形態７の窒化ガリウム系化合物半導体レーザは、実施形態５の窒化ガリウム系化合物半導体レーザと同様の構造であり、ＭＯＣＶＤ法によって作製される。本実施形態７では、基板として低抵抗Ｐ型ＳｉＣ基板を用い、Ｖ族原料、III族原料、Ｐ型不純物、Ｎ型不純物及びキャリヤガスについては上記各実施形態と同様である。
【０１６０】
以下にその製造工程を図２０（ａ）〜（ｅ）及び図２１（ａ）〜（ｄ）に基づいて説明する。
【０１６１】
まず、１回目の結晶成長を行うため、低抵抗Ｐ型ＳｉＣ基板１をＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上にセットし、基板温度1200℃程度まで昇温し、表面処理を施す。次に、低抵抗Ｐ型ＳｉＣ基板１の基板温度を1050℃程度まで降温し、低抵抗Ｐ型ＳｉＣ基板１上にＭｇドープＧａＮバッファ層２を０．５〜１μｍ程度成長させる。次に、ＭｇドープＧａＮバッファ層２の上にＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層３を０．７〜１μｍ程度成長させる。次に、基板温度を800〜850℃程度に降温し、ノンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ活性層４を３〜８０ｎｍ成長させ、次に、基板温度を400℃〜1050℃程度まで昇温しながら、Ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５を０．１〜０．３μｍ程度成長させ、更に、基板温度を800〜850℃程度に降温し、Ｎ型ＩｎＮ再蒸発層６を３ｎｍ成長させ、基板温度を1050℃程度まで昇温し、ＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７を０．５μｍ成長させる。ここで、内部電流狭窄層７は電流が流れない高低抗層も含む（図２０（ａ）参照）。
【０１６２】
次に、ウエハーを成長室から取り出し、ＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７の上にＳｉＯx，ＳｉＮx又はレジストマスク１２を形成し、通常のフォトリソグラフィ技術を用いて、ＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７の上のＳｉＯx，ＳｉＮx又はレジストマスク１２の一部をストライプ状に除去して開口１３を形成する（図２０（ｂ）参照）。
【０１６３】
次に、このウエハーを大気中でウエットエッチング又はドライエッチング法、例えば上述のＥＣＲ‐ＲＩＢＥにおいて、ＢＣｌ3／Ａｒ又はＣＣｌ2Ｆ2／Ａｒ等のガスを用いて、ＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７をＮ型ＩｎＮ再蒸発層６の表面が露出するまでエッチング１４する（図２０（ｃ）参照）。
【０１６４】
次に、フッ酸系エッチング液又は有機溶剤にてレジストマスク１２を除去する（図２０（ｄ）参照）。
【０１６５】
次に、ウエハーを再度ＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上にセットし、Ｎ2及びＮＨ3雰囲気下、基板温度約550℃にてＮ型ＩｎＮ層６を再蒸発させ、Ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５の表面を露出１５させる（図２０（ｅ）参照）。
【０１６６】
次に、所定の基板温度にて露出させたＮ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５の表面上にＮ型不純物として、例えばＳｉを数原子層堆積させる（５Ｎ１）、或いはイオン注入を行う（５Ｎ２）又はＳｉ高ドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ層を積層する（５Ｎ３）ことによりＳｉ高ドープ濃度領域２０を形成する（図２１（ａ）参照）。
【０１６７】
ここで、Ｓｉ高ドープ濃度領域２０の好ましいキャリヤ濃度の範囲は１×１０18〜１×１０19ｃｍ-3とする。
【０１６８】
例えば、Ｎ型不純物として水素化物の水素希釈ガスのジシラン（Ｓｉ2Ｈ6），硫化水素（Ｈ2Ｓ），硫化セレン（Ｈ2Ｓｅ），ＧｅＨ4，ＳｎＨ4，ＴｅＨ4等を用いてもよい。例えば、Ｎ型不純物高濃度領域を形成する基板温度は400〜800℃の範囲が好ましい。
【０１６９】
次に、２回目の結晶成長を行う。露出させたＳｉドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５表面上のＳｉ高ドープ濃度領域よりＳｉの再蒸発を防止するために、基板温度400℃〜650℃にて表面保護層であるＳｉドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ不純物蒸発防止層２１を１０〜２０ｎｍ積層する（図２１（ａ）参照）。ここで、低温基板温度にて積層した表面保護層であるドーパント蒸発防止層２１は多結晶であるが、この表面上に再成長するために基板温度の昇温中にドーパント蒸発防止層２１は多結晶から単結晶になり、特に素子特性に悪影響を及ぼすことはない（図２１（ｂ）参照）。
【０１７０】
次に、基板温度を1050℃程度まで昇温し、Ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層８を０．７〜１μｍ程度及びＮ型ＧａＮコンタクト層９を０．５〜１μｍ程度成長させる。ここで、基板温度を昇温中にＮ型クラッド層５表面上のＳｉ高ドープ濃度領域２０よりＳｉがＮ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５中に拡散される（図２１（ｃ）参照）。
【０１７１】
次に、ウエハーをＭＯＣＶＤ装置から取り出し、Ｎ2雰囲気下、800℃にて熱アニーリングを行い、Ｍｇドープ層をＰ型に変化させる。Ｎ型ＧａＮコンタクト層９の上にＮ型用電極１１、低抵抗Ｐ型ＳｉＣ基板１にＰ型用電極１０を形成する（図２１（ｄ）参照）。
【０１７２】
以上の工程によって図１９に示す構造の窒化ガリウム系化合物半導体レーザが作製される。
【０１７３】
本実施形態７の窒化ガリウム系化合物半導体レーザは、実施形態５及び実施形態６の窒化ガリウム系化合物半導体レーザと同様の素子構造を有するので、上記同様の効果を奏することができる。
【０１７４】
（実施形態８）
図２２は本発明窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の実施形態８を示す。本実施形態８の窒化ガリウム系化合物半導体レーザは、実施形態６の窒化ガリウム系化合物半導体レーザと同様の構造であり、ＭＯＣＶＤ法によって作製される。本実施形態８では、基板としてサファイヤ基板を用い、Ｖ族原料、III族原料、Ｐ型不純物、Ｎ型不純物及びキャリヤガスについては上記各実施形態と同様である。
【０１７５】
以下にその製造工程を図２３（ａ）〜（ｅ）及び図２４（ａ）〜（ｄ）に基づいて説明する。
【０１７６】
まず、１回目の結晶成長を行うため、サファイヤ基板１をＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上にセットし、基板温度1200℃程度まで昇温し、表面処理を施す。次に、サファイヤ基板１の基板温度を500℃〜650℃程度まで降温し、サファイヤ基板１上にＧａＮ、ＡｌＮ又はＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎバッファ層２’を５０ｎｍ〜２μｍ程度成長させる。
【０１７７】
次に、基板温度を1050℃程度まで昇温し、ＭｇドープＧａＮバッファ層２を０．５〜１μｍ程度成長させ、次に、ＭｇドープＧａＮバッファ層２の上にＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層３を０．７〜１μｍ程度成長させる。次に、基板温度を400〜850℃程度に降温し、ノンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ活性層４を３〜８０ｎｍ成長させ、次に、基板温度を400℃〜1050℃程度まで昇温しながら、Ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５を０．１〜０．３μｍ程度成長させ、更に、基板温度を800〜850℃程度に降温し、Ｎ型ＩｎＮ再蒸発層６を３ｎｍ成長させ、基板温度を1050℃程度まで昇温し、ＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７を０．５μｍ成長させる。ここで、内部電流狭窄層０７は電流が流れない高抵抗層でもよい（図２３（ａ）参照）。
【０１７８】
次に、ウエハーを成長室から取り出し、ＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７の上にＳｉＯx，ＳｉＮx又はレジストマスク１２を形成し、通常のフォトリソグラフィ技術を用いて、ＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７の上のＳｉＯx，ＳｉＮx又はレジストマスク１２の一部をストライプ状に除去して開口１３を形成する（図２３（ｂ）参照）。
【０１７９】
次に、このウエハーをウエツトエッチング又はドライエッチング、例えば上述のＲＩＥ又はＥＣＲ‐ＲＩＢＥにおいて、ＢＣｌ3／Ａｒ又はＣＣｌ2Ｆ2／Ａｒ等のガスを用いて、ＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流狭窄層７をＮ型ＩｎＮ再蒸発層６の表面が露出するまでエッチング１４する（図２３（ｃ）参照）。
【０１８０】
次に、フッ酸系エッチング液又は有機溶剤にてレジストマスク１２を除去する。
【０１８１】
次に、ウエハーを再度ＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上にセットし、Ｎ2及びＮＨ3雰囲気下、基板温度約550℃にてＮ型ＩｎＮ層６を再蒸発させ、Ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５表面を露出１５させる（図２３（ｄ）参照）。
【０１８２】
次に、所定の基板温度にて露出させたＮ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５の表面上にＮ型不純物として、例えばＳｉを数原子層堆積させる（５Ｎ１）、或いはイオン注入を行う（５Ｎ２）又はＳｉ高ドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ層を積層する（５Ｎ３）ことによりＳｉ高ドープ濃度領域２０を形成する（図２３（ｅ）参照）。
【０１８３】
Ｓｉ高ドープ濃度領域の好ましいキャリヤ濃度の範囲及びＮ型不純物、基板温度等は上記実施形態７同様とする。
【０１８４】
次に、２回目の結晶成長を行う。露出させたＳｉドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５表面上のＳｉ高ドープ濃度領域２０よりＳｉの再蒸発を防止するために、基板温度400℃〜650℃にて表面保護層であるＳｉドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ不純物蒸発防止層２１を１０〜２０ｎｍ積層する（図２４（ａ）参照）。ここで、本実施形態８においても、低温基板温度にて積層した蒸発防止層２１は多結晶であるが、この表面上に再成長するために基板温度の昇温中に不純物蒸発防止層２１は多結晶から単結晶になり、特に素子特性に悪影響を及ぼすことはない。
【０１８５】
次に、基板温度を1050℃程度まで昇温し、再成長Ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層８を０．７〜１μｍ程度及びＮ型ＧａＮコンタクト層９を０．５〜１μｍ程度成長させる。ここで、基板温度を昇温中にＮ型クラッド層５表面上に堆積されたＳｉがＮ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層５中に拡散される（図２４（ｂ）参照）。
【０１８６】
次に、ウエハーをＭＯＣＶＤ装置から取り出し、Ｎ2雰囲気下、800℃にて熱アニーリングを行い、Ｍｇドープ層をＰ型に変化させる。次に、Ｐ型用電極付けを行うためにＰ型ＧａＮバッファ層２の表面が露出するまでエッチング１６する（図２４（ｃ）参照）。
【０１８７】
そして、Ｎ型ＧａＮコンタクト層９の上にＮ型用電極１１、Ｐ型ＧａＮバッファ層２にＰ型用電極１０を形成する（図２４（ｄ）参照）。
【０１８８】
以上の工程によって、図２２に示す構造の窒化ガリウム系化合物半導体レーザが作製される。
【０１８９】
本実施形態８の窒化ガリウム系化合物半導体レーザは、実施形態５、実施形態６及び実施形態７の窒化ガリウム系化合物半導体レーザと同様の素子構造を有するので、上記同様の効果を奏することができる。
【０１９０】
（実施形態９）
上記の各実施形態では、表面保護層７'を備えた窒化ガリウム系化合物半導体レーザ、及び高濃度不純物領域２０を形成しその上に表面保護層である不純物蒸発防止層２１を積層した窒化ガリウム系化合物半導体レーザについて説明した。
【０１９１】
このうち、高濃度不純物領域２０と表面保護層である不純物蒸発防止層２１を組み合わせた素子構造によれば、不純物の抜けを確実に防止でき、電気的特性に優れた高信頼性の窒化ガリウム系化合物半導体レーザを実現できる利点がある。
【０１９２】
（参考例１０）
図２５は参考例１０を示し、参考例１０では窒化ガリウム系化合物発光ダイオードに本発明を適用している。参考例１０の窒化ガリウム系化合物発光ダイオードは、内部電流狭窄層７を備えた上記実施形態１〜実施形態４の窒化ガリウム系化合物半導体レーザとは異なり、この内部電流狭窄層７の代わりに内部電流阻止層３７を設けた構造をとっている。
【０１９３】
この窒化ガリウム系化合物発光ダイオードにおいても、表面保護層３７’が形成されており、この表面保護層３７’の存在によって、上記各実施形態同様に、動作電圧の低減、発光パターンの安定化、閾値電流の低減、といった電気的特性及び光学的特性を向上でき、信頼性を向上できる窒化ガリウム系化合物発光ダイオードを実現するものである。
【０１９４】
この窒化ガリウム系発光ダイオードも、上記同様に、以下ＭＯＣＶＤ法によって作製され、Ｖ族原料、III族原料及びＮ型不純物については上記同様のものを用いている。
【０１９５】
以下に図２６（ａ）〜（ｃ）及び図２７（ａ）〜（ｃ）に基づきその製造工程を説明する。
【０１９６】
まず、１回目の結晶成長を行うため、Ｎ型ＳｉＣ基板３１をＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上にセットし、基板温度1200℃程度まで昇温し、表面処理を施す。次に、Ｎ型ＳｉＣ基板３１の基板温度を500〜650℃程度まで降温し、Ｎ型ＳｉＣ基板３１上にＮ型ＧａＮバッファ層３２を１０〜１００ｎｍ程度成長させる。
【０１９７】
次に、基板温度1050℃程度まで昇温し、Ｎ型ＧａＮ層３３を０．５〜４μｍ程度成長させ、次にＮ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層３４を０．１〜０．３μｍ程度成長させる。次に、基板温度を800〜850℃程度に降温し、ノンドープＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ活性層３５を３〜８０ｎｍ成長させる。
【０１９８】
次に、基板温度を1050℃程度まで昇温し、ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層３６を０．１〜０．３μｍ程度成長させ、Ｎ型又は高抵抗Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流阻止層３７を０．５μｍ成長させる（図２６（ａ）参照）。
【０１９９】
次に、ウエハーを成長室から取り出し、Ｎ型又は高抵抗Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流阻止層３７の上にＳｉＯx、ＳｉＮx又はレジストマスク１００を形成し、通常のフォトリソグラフィ技術を用いてＮ型又は高抵抗Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ内部電流阻止層３７の上のＳｉＯx、ＳｉＮx又はレジストマスク１００の一部を、例えば円形状にする（図２６（ｂ）参照）。
【０２００】
次に、このウエハーをウエットエッチング又はドライエッチングによりＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層３６の表面が露出するまでエッチング１６する。
【０２０１】
次に、フッ酸系エッチング液又は有機溶剤にてレジストマスク１００を除去する（図２６（ｃ）参照）。
【０２０２】
次に、ウエハーを再度ＭＯＣＶＤ装置のサセプタ上にセットし、２回目の結晶成長を行う。まず、基板温度を400〜650℃程度にてＭｇドープＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ表面保護層３７’を２０〜１００ｎｍ程度成長させる。次に、基板温度を1050℃程度まで昇温し、再成長層であるＭｇドープＧａＮコンタクト層３９を０．５〜１μｍ程度成長させる（図２７（ａ）参照）。
【０２０３】
ここで、低温基板温度にて積層した表面保護層３７’は多結晶であるが、この表面上に再成長するために基板温度の昇温中に表面保護層３７’は多結晶から単結晶になり、特に素子特性に悪影響を及ぼすことはない。
【０２０４】
次に、ウエハーをＭＯＣＶＤ装置から取り出し、Ｎ2雰囲気下、800℃にて熱アニーリングを行い、Ｍｇドープ層をＰ型に変化させる。そして、Ｐ型ＧａＮコンタクト層３９の上にＰ型用電極１０、Ｎ型ＳｉＣ基板３１にＮ型用電極１２を形成する（図２７（ｂ）参照）。
【０２０５】
次に、Ｐ型用電極１０の所望の位置にボンデイング電極Ａｕ１１を厚さ５００〜８００ｎｍ形成する（図２７（ｃ）参照）。
【０２０６】
以上の工程により、図２５に示す構造の窒化ガリウム系化合物発光ダイオードが作製される。
【０２０７】
参考例１０の窒化ガリウム系化合物発光ダイオードにおいても、露出したクラッド層３６の表面上及び内部電流阻止層３７の表面を覆うように表面保護層３７'を形成した素子構造をとるので、上記実施形態同様の効果を奏することができる。
【０２０８】
なお、基板や各層の組成比等については、上記各実施形態で説明されたものの選択・組み合わせが可能である。
【０２０９】
また、上記実施形態１〜実施形態９では、本発明を窒化ガリウム系化合物半導体レーザに適用する場合について説明したが、窒化ガリウム系化合物発光ダイオードについても同様に適用することができる。
【０２１０】
【発明の効果】
以上の本発明によれば、材料ガスの分解効率が悪くならない温度以上、内部電流狭窄層及び下地クラッド層が蒸発しない温度以下で形成された表面保護層を有するので、下地クラッド層から不純物が抜けるのを防止できるので、界面が高抵抗化することがない。この結果、順方向電圧を低減できるので、電気的特性を向上できる。
【０２１１】
加えて、下地クラッド層表面等の表面荒れを防止できるので、再成長クラッド層の結晶性が良好なものとなり、表面状態を良好にできる。
【０２１２】
また、ストライプ溝の溝形状、溝幅が変形することがないので、光学的特性を向上できる。
【０２１３】
以上の理由により、上記構成の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子によれば、動作電圧の低減、発光パターンの安定化、閾値電流の低減、といった電気的特性及び光学的特性を向上でき、信頼性を向上できる窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を実現することが可能になる。
【０２１４】
加えて、下地クラッド層が表面保護層によって熱的に保護され、その組成比を安定化できるので、この点においても信頼性を向上できる。
【０２１５】
また、下地クラッド層の表面近傍に高濃度不純物領域を形成し、内部電流狭窄層を覆うように表面保護層である蒸発防止層を形成する構成をとる本発明によれば、高濃度不純物領域から不純物が気相中に抜けるのを防止できるので、再成長界面での直列抵抗分を低くできる。この結果、ストライプ状の溝等を形成するために、大気中にウェハーを取り出して、フォトリソグラフィ工程によりエッチングしてストライプ溝を形成し、電流狭窄層を形成する場合であっても、再成長界面に界面順位が生じ、再成長界面での直列抵抗分が大きくなることはない。
【０２１６】
このため、順方向電圧が低く電気的特性が良好な、かつ再成長界面が良好な信頼性の高い窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１を示す、窒化ガリウム系化合物半導体レーザの模式的断面図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態１を示す、図１の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造工程の前半部を示す工程図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態１を示す、図１の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造工程の後半部を示す工程図。
【図４】本発明の実施形態２を示す、窒化ガリウム系化合物半導体レーザの模式的断面図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態２を示す、図４の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造工程の前半部を示す工程図。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態２を示す、図４の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造工程の後半部を示す工程図。
【図７】本発明の実施形態３を示す、窒化ガリウム系化合物半導体レーザの模式的断面図。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態３を示す、図７の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造工程の前半部を示す工程図。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態３を示す、図７の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造工程の後半部を示す工程図。
【図１０】本発明の実施形態４を示す、窒化ガリウム系化合物半導体レーザの模式的断面図。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態４を示す、図１０の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造工程の前半部を示す工程図。
【図１２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態４を示す、図１０の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造工程の後半部を示す工程図。
【図１３】本発明の実施形態５を示す、窒化ガリウム系化合物半導体レーザの模式的断面図。
【図１４】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態５を示す、図１３の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造工程の前半部を示す工程図。
【図１５】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態５を示す、図１３の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造工程の後半部を示す工程図。
【図１６】本発明の実施形態６を示す、窒化ガリウム系化合物半導体レーザの模式的断面図。
【図１７】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態６を示す、図１６の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造工程の前半部を示す工程図。
【図１８】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態６を示す、図１６の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造工程の後半部を示す工程図。
【図１９】本発明の実施形態７を示す、窒化ガリウム系化合物半導体レーザの模式的断面図。
【図２０】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態７を示す、図１９の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造工程の前半部を示す工程図。
【図２１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態７を示す、図１９の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造工程の後半部を示す工程図。
【図２２】本発明の実施形態８を示す、窒化ガリウム系化合物半導体レーザの模式的断面図。
【図２３】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態８を示す、図２２の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造工程の前半部を示す工程図。
【図２４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態８を示す、図２２の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造工程の後半部を示す工程図。
【図２５】参考例１０を示す、窒化ガリウム系化合物発光ダイオードの模式的
断面図。
【図２６】（ａ）〜（ｃ）は、参考例１０を示す、図２５の窒化ガリウム系化
合物発光ダイオードの製造工程の前半部を示す工程図。
【図２７】（ａ）〜（ｃ）は、参考例１０を示す、図２５の窒化ガリウム系化
合物発光ダイオードの製造工程の後半部を示す工程図。
【図２８】従来の窒化ガリウム系半導体レーザを示す模式的断面図。
【図２９】従来の窒化ガリウム系半導体レーザが有する問題点を説明するための模式的断面図。
【符号の説明】
１  基板（ＳｉＣ基板、サファイア基板）
２、２'  バッファ層
３  クラッド層（下部クラッド層）
４  活性層
５  クラッド層（上部クラッド層）
６  再蒸発層
７  内部電流狭窄層
７'  表面保護層
８  クラッド層（再成長層）
９  コンタクト層
１０  Ｐ型用電極
１１  Ｎ型用電極
１２  ＳｉＯx，ＳｉＮx又はレジストマスク
１３  開口
２０  高濃度不純物領域（高ドープ濃度領域）
２１  表面保護層（蒸発防止層ともいう）
３７  内部電流阻止層
３７'  表面保護層
３９  コンタクト層（再成長層）
【図１】
0003787195.tif 000002
【図２】
0003787195.tif 000003
【図３】
0003787195.tif 000004
【図４】
0003787195.tif 000005
【図５】
0003787195.tif 000006
【図６】
0003787195.tif 000007
【図７】
0003787195.tif 000008
【図８】
0003787195.tif 000009
【図９】
0003787195.tif 000010
【図１０】
0003787195.tif 000011
【図１１】
0003787195.tif 000012
【図１２】
0003787195.tif 000013
【図１３】
0003787195.tif 000014
【図１４】
0003787195.tif 000015
【図１５】
0003787195.tif 000016
【図１６】
0003787195.tif 000017
【図１７】
0003787195.tif 000018
【図１８】
0003787195.tif 000019
【図１９】
0003787195.tif 000020
【図２０】
0003787195.tif 000021
【図２１】
0003787195.tif 000022
【図２２】
0003787195.tif 000023
【図２３】
0003787195.tif 000024
【図２４】
0003787195.tif 000025
【図２５】
0003787195.tif 000026
【図２６】
0003787195.tif 000027
【図２７】
0003787195.tif 000028
【図２８】
0003787195.tif 000029
【図２９】
0003787195.tif 000030