[发明专利]氮化镓系化合物半导体激光元件的制造方法及氮化镓系化合物半导体激光元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种化合物半导体激光元件的制造方法以及由该制造方法制造的化合物半导体激光元件，  尤其涉及能够发出蓝紫色短波长光的高斜率效率的氮化镓系化合物半导体激光元件的制造方法以及由该方法制造的氮化镓系化合物半导体激光元件。

背景技术

近年来，蓝色LED或者蓝紫色半导体激光器中，主要使用氮化物系半导体。通常，在蓝宝石衬底、SiC衬底或者GaN等的氮化物系半导体用衬底上，使用MOCVD(Metal Organic Chemical vapor Deposition；金属有机物化学气相沉积)法、MBE(Molecular Beam Epitaxy；分子束外延生长)法、或者HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy)法等的结晶生长法来使该氮化物系半导体生长。其中，作为结晶生长法最常用MOCVD法。

图4示出以往氮化物系半导体激光元件的一具体例。另外，图4是以往氮化物系半导体元件50的模式剖视图。在蓝宝石衬底51上依次形成缓冲层52、未掺杂GaN层53、n-GaN接触层54、n-AIGaN包覆层55、n-GaN光导层56、活性层57、p-GaN光导层58来形成该氮化物系半导体激光元件50。在p-GaN光导层58的指定宽度区域上凸起状地形成有p-AlGaN包覆层59，在该凸起状p-AlGaN包覆层59的侧面形成有电流狭窄层60。进一步，在p-AlGaN包覆层59上面以及电流狭窄层60上形成有p-GaN接触层61。从p-GaN接触层61到n-GaN接触层54的一部分区域被除去而露出n-GaN接触层54，形成台面形状。所露出的n-GaN接触层54的指定区域上形成有n电极62，p-GaN接触层61的指定区域上形成有p电极63。

然而，在这种蓝宝石衬底上形成氮化镓系半导体层而成的氮化物系半导体元件中，蓝宝石衬底和氮化镓系半导体层之间的晶格常数之差大。因此，形成在蓝宝石衬底上的氮化镓系半导体层含有多个位错，结晶性差。因此，在使用了蓝宝石衬底的氮化物系半导体元件中难以实现良好的元件特性。

于是，在下述专利文献1中，公开了若作为衬底，使用具有相对于SiC结晶的(0001)Si面在0.02度乃至0.6度范围内倾斜的面(偏离面)的SiC衬底，来形成氮化物系半导体层，则能够得到良好的结晶性，另外，也给出使用氮化镓衬底也能够得到同样的结果的启示。进一步，在下述专利文献2中公开了作为氮化镓衬底使用了从C面的倾斜角度为0.03度以上、10度以下的衬底的氮化物系半导体发光元件的发明，另外，在下述专利文献3中公开了若作为氮化镓衬底使用具有从(0001)面向指定方向倾斜1度以上20度以下的面的衬底，则能够得到结晶性良好的氮化物系半导体层，进一步，在下述专利文献4中公开了若作为氮化镓衬底，使用具有从(0001)C面倾斜15度以上60度以下的倾斜而的衬底，则即使在InGaN系也能够得到结晶性良好的氮化物半导体层。

专利文献1：特开平11-233391号公报

专利文献2：特开2000-223743号公报

专利文献3：特开2002-16000号公报

专利文献4：特开2002-344089号公报

发明的公开

发明所要解决的课题

然而，使用如上所述的从氮化镓衬底的(0001)面具有指定的倾斜面的衬底而形成的氮化镓系化合物半导体激光元件中，就算能够得到结晶性良好的氮化物系半导体层，所得到的氮化镓系化合物半导体激光元件的斜率效率小，作为元件特性存在问题，有时会制造出无法适用于高光输出的元件。

另一方面，本发明人等为了研究得到上述斜率效率小的氮化镓系化合物半导体激光元件的原因，进行种种试验的结果发现，不论氮化镓衬底的结晶生长面(0001)Ga面的倾斜角度按一个方向倾斜，还是按两个方向倾斜，当超出指定数值范围时，产生斜率效率小的氮化镓系化合物半导体激光元件，而关于限定了该倾斜角度的斜率效率大的氮化镓系化合物半导体激光元件，已在特愿2005-023322号(以下称为“在先申请”)中，作为发明专利提出了申请。

即，在在先申请说明书以及附图中，已经限定了能够用于斜率效率大的氮化镓系化合物半导体激光元件的制造中的氮化镓衬底表面的偏离角度，并指出了若在该范围以外的偏离角度大的衬底上制造氮化镓系化合物半导体激光元件，则斜率效率会降低。