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JP2002237660A - Method for manufacturing semiconductor light emitting device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor light emitting device

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Publication number
JP2002237660A
JP2002237660A JP2001033107A JP2001033107A JP2002237660A JP 2002237660 A JP2002237660 A JP 2002237660A JP 2001033107 A JP2001033107 A JP 2001033107A JP 2001033107 A JP2001033107 A JP 2001033107A JP 2002237660 A JP2002237660 A JP 2002237660A
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JP
Japan
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layer
temperature
growth
type
light emitting
Prior art date
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Application number
JP2001033107A
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Japanese (ja)
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Inventor
Shigetoshi Ito
茂稔 伊藤
Atsushi Ogawa
淳 小河
Yuzo Tsuda
有三 津田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Publication of JP2002237660A publication Critical patent/JP2002237660A/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 N以外のV族元素を構成元素としてもつ窒化
物系半導体を発光層に含む発光素子においては、発光素
子成長中の発光層の劣化が問題であった。 【解決手段】 本発明の半導体発光素子の製造方法は、
基板上に、第1導電型窒化物系半導体層を成長する第1
の工程と、N以外のV族元素を構成元素として含む窒化
物系半導体を有する発光層を温度T1を含む成長温度で
成長する第2の工程と、AlaGa1-aN(0.05≦a
≦1)からなる変性防止層を温度T2を含む成長温度で
成長する第3の工程と、第2導電型窒化物系半導体層を
温度T3(T1<T3,T2<T3)を含む成長温度で
成長する第3の工程とを、この順に有することを特徴と
する。
(57) [Problem] In a light-emitting element including a nitride-based semiconductor having a group V element other than N as a constituent element in a light-emitting layer, deterioration of the light-emitting layer during growth of the light-emitting element has been a problem. SOLUTION: The manufacturing method of the semiconductor light emitting device of the present invention comprises:
Forming a first conductive type nitride-based semiconductor layer on a substrate;
A second step of growing a light-emitting layer having a nitride-based semiconductor containing a group V element other than N as a constituent element at a growth temperature including the temperature T1, and a step of Al a Ga 1-a N (0.05 ≤a
≦ 1), a third step of growing the denaturation preventing layer at a growth temperature including the temperature T2, and a step of growing the second conductivity type nitride-based semiconductor layer at a growth temperature including the temperature T3 (T1 <T3, T2 <T3). And a third step of growing.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、発光特性の優れた
窒化物系半導体発光素子の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a nitride semiconductor light emitting device having excellent light emitting characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、窒化物半導体は、発光素子や
ハイパワー半導体デバイスとして利用または研究されて
いる。窒化物半導体発光素子の場合、青色から橙色まで
の広い色範囲内の発光素子を作製することができる特性
を利用して、青色や緑色の発光ダイオードや、青紫色の
半導体レーザなどが開発されている。さらに、V族構成
元素としてN以外の元素を有する窒化物系半導体材料に
ついても検討がなされており、特開平10−27080
4号公報では、GaNAs井戸層/GaN障壁層からな
る発光層を含む発光素子が開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, nitride semiconductors have been used or studied as light emitting devices or high power semiconductor devices. In the case of nitride semiconductor light-emitting devices, blue and green light-emitting diodes, blue-violet semiconductor lasers, and the like have been developed by utilizing characteristics that can produce light-emitting devices in a wide color range from blue to orange. I have. Further, studies have been made on a nitride-based semiconductor material having an element other than N as a group V constituent element.
Japanese Patent Application Laid-open No. 4 discloses a light emitting device including a light emitting layer composed of a GaNAs well layer / GaN barrier layer.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
10−270804号公報に記載のGaNAs/GaN
発光層では、井戸層にV族元素としてNの他にAsを含
む結晶を用いている。これは六方晶系半導体であるII
I族元素窒化物半導体(GaN)と、立方晶系(閃亜鉛
構造)半導体であるIII族元素砒化物半導体(GaA
s)との混晶半導体であるが、結晶構造が互いに異なっ
ているために、混晶半導体が、V族元素としてNの成分
が大部分であるIII族元素窒化物半導体ベースの混晶
半導体である場合、III族元素窒化物半導体(Ga
N)の中に、III族元素砒化物半導体(GaAs)が
析出してしまうような相分離を起こしやす傾向がある。
そのため、発光層形成後クラッド層もしくはコンタクト
層を成長する際に変成し、発光に寄与しない部分が現れ
る性質があることが、本発明者らにより明らかになっ
た。よって充分に発光効率の高い発光素子が得られにく
い問題があった。
However, the GaNas / GaN described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-270804 is disclosed.
In the light emitting layer, a crystal containing As as well as N as a group V element is used for the well layer. This is a hexagonal semiconductor II
Group I element nitride semiconductor (GaN) and group III element arsenide semiconductor (GaAs), which is a cubic (zincblende structure) semiconductor
s), but because of different crystal structures, the mixed crystal semiconductor is a mixed crystal semiconductor based on a group III element nitride semiconductor in which most of the N component is a group V element. In some cases, a group III element nitride semiconductor (Ga
N) tends to cause phase separation such that a group III element arsenide semiconductor (GaAs) is deposited.
Therefore, the present inventors have found that there is a property in which a portion which does not contribute to light emission appears when the cladding layer or the contact layer is grown after the light emitting layer is formed. Therefore, there is a problem that it is difficult to obtain a light emitting element with sufficiently high luminous efficiency.

【0004】そこで、本発明では、このようにV族元素
にN以外の元素を含有する窒化物系半導体からなる発光
層を含む窒化物系半導体発光素子において、その発光層
の結晶性の変質を抑制することによって、発光効率を向
上させることを主目的としている。
Accordingly, in the present invention, in a nitride-based semiconductor light-emitting device including a light-emitting layer composed of a nitride-based semiconductor containing an element other than N as a group V element, the deterioration of the crystallinity of the light-emitting layer is considered. The main purpose is to improve the luminous efficiency by suppressing.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体発光素子
の製造方法によれば、以下の構成により、上記課題が解
決される。
According to the method of manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, the above problems are solved by the following constitution.

【0006】本発明の半導体発光素子の製造方法は、基
板上に、第1導電型窒化物系半導体層を成長する第1の
工程と、N以外のV族元素を構成元素として含む窒化物
系半導体を有する発光層を温度T1を含む成長温度で成
長する第2の工程と、AlaGa1-aN(0.05≦a≦
1)からなる変性防止層を温度T2を含む成長温度で成
長する第3の工程と、第2導電型窒化物系半導体層を温
度T3(T1<T3,T2<T3)を含む成長温度で成
長する第3の工程とを、この順に有することを特徴とす
る。
According to the method of manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, a first step of growing a first conductivity type nitride-based semiconductor layer on a substrate, and a nitride-based semiconductor layer containing a group V element other than N as a constituent element are provided. A second step of growing a light emitting layer having a semiconductor at a growth temperature including the temperature T1, and Al a Ga 1-a N (0.05 ≦ a ≦
A third step of growing the denaturation preventing layer comprising 1) at a growth temperature including the temperature T2, and growing the second conductivity type nitride-based semiconductor layer at a growth temperature including a temperature T3 (T1 <T3, T2 <T3). And a third step to be performed in this order.

【0007】本発明の半導体発光素子の製造方法におい
て、前記発光層は、井戸層の厚さ0.4〜20nmの範
囲内の量子井戸構造として形成されることを特徴とす
る。
In the method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, the light emitting layer is formed as a quantum well structure having a well layer having a thickness of 0.4 to 20 nm.

【0008】本発明の半導体発光素子の製造方法におい
て、前記変性防止層は、膜厚が1〜200nmであるこ
とを特徴とする。
In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, the denaturation preventing layer has a thickness of 1 to 200 nm.

【0009】本発明の半導体発光素子の製造方法におい
て、前記N以外のV族元素は、Pであって、前記T1
は、670〜930℃であることを特徴とする。
In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, the group V element other than N is P, and
Is 670 to 930 ° C.

【0010】本発明の半導体発光素子の製造方法におい
て、前記N以外のV族元素は、Asであって、前記T1
は、650〜900℃であることを特徴とする。
In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, the V group element other than N is As,
Is 650 to 900 ° C.

【0011】本発明の半導体発光素子の製造方法におい
て、前記N以外のV族元素は、Sbであって、前記T1
は、650〜900℃であることを特徴とする。
In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, the group V element other than N is Sb,
Is 650 to 900 ° C.

【0012】本発明の半導体発光素子の製造方法におい
て、前記T2は、T2≦T1+200℃であることを特
徴とする。
In the method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, the temperature T2 satisfies T2 ≦ T1 + 200 ° C.

【0013】本発明の半導体発光素子の製造方法におい
て、前記変性防止層は、成長温度を上昇させながら形成
されることを特徴とする。
In the method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, the modification preventing layer is formed while increasing a growth temperature.

【0014】本発明の半導体発光素子の製造方法におい
て、前記第2の工程の、前または後の少なくともいずれ
かに、成長中断期間が設けられることを特徴とする。
In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, a growth interruption period is provided at least before or after the second step.

【0015】変性防止層は、AlGaNからなり、少な
くともAlを組成0.05含む必要がある。好ましく
は、0.05〜0.70が良く、さらには0.1〜0.
50が好ましい。Al組成が大き過ぎると活性層周辺層
に歪が過大に加わり、原子の活性層へ拡散、活性層から
の拡散が生じやすくなるために、好ましくない。なお、
AlGaNにこの性質を変化させない程度に微量の他の
元素、例えば、B、In、P、As、Sbが含まれてい
ても、本発明の趣旨を逸脱するものではない。
The anti-denaturation layer is made of AlGaN and needs to contain at least Al with a composition of 0.05. Preferably, 0.05 to 0.70 is good, and more preferably, 0.1 to 0.
50 is preferred. If the Al composition is too large, strain is excessively applied to the peripheral layer of the active layer, and atoms are easily diffused into and diffused from the active layer, which is not preferable. In addition,
Even if AlGaN contains trace amounts of other elements such as B, In, P, As, and Sb to such an extent that the property is not changed, it does not depart from the spirit of the present invention.

【0016】変性防止層の膜厚は1〜200nmが好ま
しく、特には5〜100nmが好ましい。膜厚が薄過ぎ
る場合、活性層の劣化を防ぐことが困難になり、厚過ぎ
る場合は、発光に関与するキャリアの障壁となり、また
活性層に格子ひずみを与えるために好ましくない。
The thickness of the denaturation preventing layer is preferably from 1 to 200 nm, particularly preferably from 5 to 100 nm. If the film thickness is too small, it is difficult to prevent the active layer from deteriorating. If the film thickness is too large, it becomes a barrier for carriers involved in light emission, and it is not preferable because it gives lattice distortion to the active layer.

【0017】発光層は、量子井戸構造を有している事が
望ましく、1層以上で10層以下の井戸層を含んでいる
ことが好ましい。量子井戸層は、0.4nm以上で20
nm以下の厚さを有していることが好ましい。障壁層
は、1nm以上で20nm以下の厚さを有していること
が好ましい。
The light emitting layer preferably has a quantum well structure, and preferably contains one or more and ten or less well layers. The quantum well layer has a thickness of 20 nm at 0.4 nm or more.
It preferably has a thickness of not more than nm. The barrier layer preferably has a thickness of 1 nm or more and 20 nm or less.

【0018】井戸層と障壁層の少なくとも一方は、S
i、O、S、Se、C、Ge、Be、Zn、Cdおよび
Mgから選択された少なくとも一種のドーパントが添加
されていてもよい。そのようなドーパントの添加量は、
1×1016〜1×1020/cm 3の範囲内にあることが
好ましい。
At least one of the well layer and the barrier layer is made of S
i, O, S, Se, C, Ge, Be, Zn, Cd and
At least one dopant selected from Mg is added
It may be. The amount of such dopants added is
1 × 1016~ 1 × 1020/ Cm ThreeWithin the range of
preferable.

【0019】本明細書において、窒化物系半導体とは、
そのV族構成元素の主要な元素がNである事を示してお
り、TN1-UU(TはIII族元素。B、Al、Ga、
In、Tlを含む。VはN以外のV族元素。P、As、
Sbを含む。ただし、0≦U≦0.3)で表される半導
体である。V族元素にNを含む半導体であっても、逆に
N以外の元素、例えば、As,P等が主要な元素となっ
ている材料は、母体が違うことから、本願で言うところ
の窒化物系半導体とは性質が異なっており、窒化物系半
導体には含めない。窒化物系半導体発光素子の基板材料
としては、GaNが好ましく用いられ得る。以上のよう
な窒化物系半導体発光素子は、光情報読出装置、光情報
書込装置、光ピックアップ装置、レーザプリンタ装置、
プロジェクタ装置、表示装置、白色光源装置などの種々
の光学装置において好ましく用いられ得るものである。
In this specification, a nitride-based semiconductor is
It shows that the main element of the group V constituent element is N, and TN 1 -U V U (T is a group III element. B, Al, Ga,
In, Tl. V is a group V element other than N. P, As,
Sb. However, it is a semiconductor represented by 0 ≦ U ≦ 0.3). Even in the case of a semiconductor containing N in the group V element, a material in which an element other than N, for example, As, P, or the like is a main element has a different base material. The properties are different from those of the system-based semiconductor and are not included in the nitride-based semiconductor. As a substrate material of the nitride-based semiconductor light emitting device, GaN can be preferably used. The nitride-based semiconductor light emitting device as described above includes an optical information reading device, an optical information writing device, an optical pickup device, a laser printer device,
It can be preferably used in various optical devices such as a projector device, a display device, and a white light source device.

【0020】また、本明細書において活性層とは、特に
半導体レーザである発光素子の発光層を指すものであ
る。
In this specification, the term “active layer” particularly refers to a light emitting layer of a light emitting device that is a semiconductor laser.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】これより、本発明を実施した形態
を具体的に挙げながら詳細に説明する。窒化物系半導体
結晶層を成長させる際には、GaN、サファイア、6H
−SiC、4H−SiC、3C−SiC、Si、スピネ
ル(MgAl24)などが基板材料として用いられる。
GaN基板と同様に、窒化物系半導体からなる他の基板
をも用いることもでき、たとえばAlxGayInz
(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x+y+z=
1)基板を用いることもできる。窒化物系半導体レーザ
の場合では、垂直横モードの単峰化のためにはクラッド
層よりも屈折率の低い層がそのクラッド層の外側に接し
ている必要があり、AlGaN基板を用いることも好ま
しい。さらに、Si、O、Cl、S、C、Ge、Zn、
Cd、Mg、またはBeが基板にドーピングされてもよ
い。n型窒化物系半導体基板のためには、これらのドー
ピング材のうちでSi、Ge、O、およびClが特に好
ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with specific examples. When growing a nitride-based semiconductor crystal layer, GaN, sapphire, 6H
—SiC, 4H—SiC, 3C—SiC, Si, spinel (MgAl 2 O 4 ), or the like is used as a substrate material.
Like the GaN substrate, also can also use other substrates made of a nitride-based semiconductor, for example, Al x Ga y In z N
(0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1, x + y + z =
1) A substrate can also be used. In the case of a nitride-based semiconductor laser, a layer having a lower refractive index than the cladding layer needs to be in contact with the outside of the cladding layer in order to make the vertical and transverse modes unimodal, and it is also preferable to use an AlGaN substrate. . Further, Si, O, Cl, S, C, Ge, Zn,
The substrate may be doped with Cd, Mg, or Be. Among these doping materials, Si, Ge, O, and Cl are particularly preferable for the n-type nitride-based semiconductor substrate.

【0022】以下の実施例においては上述のような基板
のうちで主にサファイア基板とGaN半導体のC面{0
001}基板について説明されるが、その基板の主面と
なる面方位としては、C面のほかに、{11−20}、
{1−102}、または{1−100}を用いてもよ
い。また、それらの面方位が0.1から2度程度のオフ
角度を有する基板であれば、その上に成長させられる半
導体結晶層の表面モフォロジが良好になり好ましい。
In the following embodiments, the sapphire substrate and the C-plane of the GaN semiconductor {0
001} substrate will be described. In addition to the C plane, {11-20},
{1-102} or {1-100} may be used. Further, a substrate having an off angle of about 0.1 to 2 degrees in the plane orientation is preferable because the surface morphology of the semiconductor crystal layer grown thereon becomes good.

【0023】結晶層を成長させる方法としては、有機金
属気相成長法(MOCVD)、分子線エピタキシ法(M
BE)、ハイドライド気相成長法(HVPE)などが一
般的に利用される。これらの中でも、作製される窒化物
系半導体層の結晶性や生産性を考慮すれば、基板として
はGaNまたはサファイアを使用し、結晶成長方法とし
てはMOCVD法を利用するのが最も一般的である。
(実施の形態1)本実施の形態は、本発明をレーザ素子
に適用した例について説明する。(変性防止層はAl
0.15Ga0.85Nであり、該変性防止層の成長温度は活性
層成長時と同じ成長温度であり、活性層成長直後に変性
防止層を形成し、その後昇温過程を行う。)図1は、本
実施の形態の窒化物系半導体のレーザ素子の製造法によ
り作製した素子の断面図である。基板として、サファイ
ア基板(101)を用い、その上にGaNバッファ層
(102)、n型GaNコンタクト層(103)、n型
Al0. 09Ga0.91Nクラッド層(104)、n型GaN
ガイド層(105)、活性層(106)が形成される。
活性層の上に、Al0.15Ga0.85N変性防止層(10
7)、p型GaNガイド層(108)、p型Al0.09
0.91Nクラッド層(109)、p型GaNコンタクト
層(110)が形成され、結晶成長の後に、SiO 2
縁膜(111)、p型電極(112a)、n型電極(1
12b)が形成される。基板をGaNとしてもよい。
As a method of growing a crystal layer, organic gold is used.
Metal vapor phase epitaxy (MOCVD), molecular beam epitaxy (M
BE), hydride vapor phase epitaxy (HVPE), etc.
Commonly used. Among these, nitrides to be produced
Considering the crystallinity and productivity of the base semiconductor layer,
Uses GaN or sapphire as the crystal growth method
Most commonly, the MOCVD method is used.
(Embodiment 1) In this embodiment, the present invention relates to a laser device.
An example in which the present invention is applied will be described. (The denaturation prevention layer is Al
0.15Ga0.85N, and the growth temperature of the denaturation preventing layer is active.
Same growth temperature as layer growth, denatured immediately after active layer growth
A prevention layer is formed, and then a heating process is performed. 1) The book
According to the method for manufacturing a nitride semiconductor laser device of the embodiment,
FIG. 3 is a cross-sectional view of the element manufactured. Sapphire as substrate
A substrate (101), and a GaN buffer layer
(102), n-type GaN contact layer (103), n-type
Al0. 09Ga0.91N cladding layer (104), n-type GaN
A guide layer (105) and an active layer (106) are formed.
On the active layer, Al0.15Ga0.85N modification preventing layer (10
7), p-type GaN guide layer (108), p-type Al0.09G
a0.91N cladding layer (109), p-type GaN contact
A layer (110) is formed and, after crystal growth, SiO 2 TwoAbsolute
Edge film (111), p-type electrode (112a), n-type electrode (1
12b) is formed. The substrate may be GaN.

【0024】図2は、本実施の形態および以下に記載す
る実施の形態の窒化物系半導体の結晶成長に用いたMO
CVD装置の概略図である。図中、(101)は(00
01)面を有するサファイア基板であり、本基板は炭素
製のサセプタ(202)上の石英トレイ(203)に設
置されている。サセプタの中には、やはり炭素でできた
抵抗加熱用ヒーターが配置されており、熱電対により基
板温度を制御することができる。(204)は二重の石
英でできた反応管であり、水冷されている。V族原料
は、N供給源としてNH3(209a)、As供給源と
してアルシン(以後、AsH3)(209b)、P供給
源としてフォスフィン(以後、PH3)(209c)を
使用し、III族原料としては、トリメチルガリウム
(以後、TMG)(211a)、トリメチルアルミニウ
ム(以後、TMA)(211b)、トリメチルインジウ
ム(以後、TMI)(211c)をN2またはH2(21
0)でバブリングして使用した。また、n型のドーピン
グ原料としてはシラン(以後、SiH4)(212)を
使用し、p型のドーピング原料としては、ビスシクロペ
ンタジエニルマグネシウム(以後、Cp2Mg)(21
1d)を使用した。n型のドーピング原料としてはシラ
ンに変えてジシラン(Si26)あるいはゲルマン(G
eH4)を用いる事も好ましい。
FIG. 2 shows an MO used for crystal growth of a nitride-based semiconductor according to this embodiment and the embodiment described below.
It is the schematic of a CVD apparatus. In the figure, (101) is (00)
This is a sapphire substrate having a (01) plane, which is set on a quartz tray (203) on a carbon susceptor (202). A resistance heating heater also made of carbon is arranged in the susceptor, and the substrate temperature can be controlled by a thermocouple. (204) is a reaction tube made of double quartz, which is water-cooled. The group V raw material uses NH 3 (209a) as an N supply source, arsine (hereinafter AsH 3 ) (209b) as an As supply source, and phosphine (hereinafter PH 3 ) (209c) as a P supply source. As raw materials, trimethylgallium (hereinafter, TMG) (211a), trimethylaluminum (hereinafter, TMA) (211b), and trimethylindium (hereinafter, TMI) (211c) can be N 2 or H 2 (21
0) was used by bubbling. Silane (hereinafter, SiH 4 ) (212) is used as an n-type doping material, and biscyclopentadienyl magnesium (hereinafter, Cp 2 Mg) (21) is used as a p-type doping material.
1d) was used. As the n-type doping material, disilane (Si 2 H 6 ) or germane (G
It is also preferable to use eH 4 ).

【0025】各原料は、マスフローコントローラ(20
8)で正確に流量を制御してキャリアガスであるN2
たはH2(210)と混合されて、原料入り口より反応
管(204)に導入されて、排気ガス出口(205)か
ら配管(206)を通じて排ガス処理装置(207)へ
と排出される。
Each raw material is supplied to a mass flow controller (20
In step 8), the flow rate is controlled accurately, mixed with N 2 or H 2 (210) as a carrier gas, introduced into the reaction tube (204) from the raw material inlet, and then discharged from the exhaust gas outlet (205) to the pipe (206). ) To the exhaust gas treatment device (207).

【0026】次に、本実施の形態のレーザ素子作製方法
を説明する。
Next, a method of manufacturing a laser device according to this embodiment will be described.

【0027】まず、基板(101)を洗浄して、結晶成
長装置内に設置する。基板は、H2雰囲気中1100℃
程度の温度で10分程度熱処理を施し、その後温度を5
50℃程度に降温する。温度が一定になれば、キャリア
ガスをN2に替え、N2の全流量を10l/min.NH
3を3l/min.流し、数秒後、TMGを20μmo
l/min.流し、1分間、低温でのGaNバッファー
層(102)の成長を行った。成長した膜の厚さは30
nmである。その後、TMGの供給を停止し、温度を1
050℃まで昇温し、再びTMGを50μmol/mi
n.とSiH4ガスを10nmol/min.供給して
n型GaNコンタクト層(103)を4μm成長する。
First, the substrate (101) is washed and set in a crystal growth apparatus. Substrate is 1100 ° C in H 2 atmosphere
Heat treatment for about 10 minutes at a temperature of about
Cool down to about 50 ° C. If the temperature is constant, changing the carrier gas N 2, the total flow of N 2 10l / min. NH
3 at 3 l / min. After a few seconds, flow TMG to 20 μmo
1 / min. The GaN buffer layer (102) was grown at a low temperature for one minute. The thickness of the grown film is 30
nm. Thereafter, the supply of TMG was stopped and the temperature was reduced to 1
The temperature was raised to 050 ° C., and TMG was added again at 50 μmol / mi.
n. And SiH 4 gas at 10 nmol / min. Then, the n-type GaN contact layer (103) is grown by 4 μm.

【0028】次に、TMAを10μmol/min.追
加供給し、厚さ0.80μmのAl 0.09Ga0.91Nのn
型クラッド層(104)を成長する。次に、TMAの供
給を停止し、0.1μm厚さのn型GaNガイド層(1
05)を形成する。その後、基板温度が750℃に下げ
られ、厚さ6nmのIn0.02Ga0.98N障壁層の複数と
厚さ4nmのGaN1-XAsX(x=0.02)井戸層の
複数とが交互に積層された多重量子井戸構造を有する活
性層106を形成する。この実施例では、活性層106
は障壁層で開始して障壁層で終了する多重量子井戸構造
を有し、3層の量子井戸層を含んでいる。これらの障壁
層と井戸層の成長の際には、それらの両方が1×1018
/cm3のSi不純物濃度を有するように、SiH4が供
給された。なお障壁層と井戸層の成長の間または井戸層
と障壁層の成長の間に、1秒以上で180秒以下の成長
中断期間を挿入してもよい。こうすることによって、障
壁層と井戸層の平坦性が向上し、発光半値幅を小さくす
ることができる。活性層成長後に、TMGを10μmo
l/min.、TMAを5μmol/min.、及びC
2Mgを0.10nmol/min.供給し、30n
mの厚さのAl0.15Ga0.85N(107)を成長する。
つまり、変性防止層の成長温度は活性層の成長温度と同
じであり、750℃である。その後、TMG、TMA、
Cp2Mgの供給を停止し、NH3とN2の雰囲気中で、
基板温度を再び1050℃に昇温する。このように昇温
の雰囲気にはNH3とN2が含まれていることが好まし
い。これにより、N以外のV族元素が含まれる窒化物系
半導体結晶の発光層としての品質が劣化しにくくなる。
Next, TMA was added at 10 μmol / min. Additional
0.80μm thick Al 0.09Ga0.91N of N
A mold cladding layer (104) is grown. Next, the provision of TMA
The supply was stopped, and the n-type GaN guide layer (1
05). After that, lower the substrate temperature to 750 ° C.
6 nm thick In0.02Ga0.98With multiple N barrier layers
4 nm thick GaN1-XAsX(X = 0.02) of the well layer
An active material having a multiple quantum well structure in which a plurality of layers are alternately stacked
The active layer 106 is formed. In this embodiment, the active layer 106
Is a multiple quantum well structure starting at the barrier layer and ending at the barrier layer
And includes three quantum well layers. These barriers
When growing the layers and well layers, both of them are 1 × 1018
/ CmThreeSiH so as to have a Si impurity concentration ofFourIs provided
Paid. Between the growth of the barrier layer and the well layer or the well layer
Between 1 second and 180 seconds between the barrier layer growth
An interruption period may be inserted. By doing so, obstacles
The flatness of the wall layer and well layer is improved, and the emission half width is reduced.
Can be After the active layer is grown, TMG is
1 / min. , TMA at 5 μmol / min. , And C
pTwoMg at 0.10 nmol / min. Supply, 30n
m thickness of Al0.15Ga0.85Grow N (107).
That is, the growth temperature of the denaturation preventing layer is the same as the growth temperature of the active layer.
750 ° C. Then, TMG, TMA,
CpTwoThe supply of Mg was stopped and NHThreeAnd NTwoIn the atmosphere of
The substrate temperature is raised again to 1050 ° C. Like this
The atmosphere is NHThreeAnd NTwoPreferably included
No. Thereby, a nitride-based material containing a group V element other than N can be used.
The quality of the semiconductor crystal as a light emitting layer is less likely to deteriorate.

【0029】昇温後、TMGを50μmol/min.
とCp2Mgを0.20nmol/min.供給し、p
型GaNガイド層(108)を0.1μm成長する。次
に、TMAを10μmol/min.供給し、厚さ0.
5μmのAl0.09Ga0.91Nのp型クラッド層(10
9)を成長する。その後、TMAの供給を停止し、TM
GとCp2Mgを供給し、p型GaNコンタクト層(1
10)を0.05μm成長し、終了後、TMGとCp2
Mgの供給を停止して基板加熱を終了する。
After the temperature was raised, TMG was added at 50 μmol / min.
And Cp 2 Mg at 0.20 nmol / min. Supply, p
A GaN guide layer (108) is grown to a thickness of 0.1 μm. Next, TMA was added at 10 μmol / min. Supply, thickness 0.
5 μm Al 0.09 Ga 0.91 N p-type cladding layer (10
9) grow. Thereafter, the supply of TMA is stopped, and TM
G and Cp 2 Mg are supplied to form a p-type GaN contact layer (1).
10) is grown 0.05 μm, and after completion, TMG and Cp 2
The supply of Mg is stopped, and the substrate heating is terminated.

【0030】次に、この成長膜をフォトリソグラフィと
ドライエッチング技術により、表面からp型クラッド層
(109)途中までをエッチングし、幅2.5μmのリ
ッジストライプ型に作製し、リッジストライプ外部にS
iO2絶縁膜(111)を形成した。また、表面からn
型GaNコンタクト層に達する溝を作製した後、露出し
たn型GaNコンタクト層にTi/Alよりなるn型電
極(112b)、p型GaNコンタクト層表面に接合す
るPd/Pt/Auからなるp型電極(112a)を形
成した。前記n電極材料としては、他にTi/Al/M
o/Au、Hf/Auを用いても良い。また、前記p型
電極材料としては、他にNi/Au、Pd/Mo/Au
を用いても良い。
Next, this grown film is etched from the surface to the middle of the p-type cladding layer (109) by photolithography and dry etching techniques to form a ridge stripe of 2.5 μm width, and S is formed outside the ridge stripe.
An iO 2 insulating film (111) was formed. Also, n from the surface
After forming a groove reaching the p-type GaN contact layer, an n-type electrode (112b) made of Ti / Al is formed on the exposed n-type GaN contact layer, and a p-type made of Pd / Pt / Au bonded to the surface of the p-type GaN contact layer. An electrode (112a) was formed. Examples of the n-electrode material include Ti / Al / M
o / Au or Hf / Au may be used. Further, as the p-type electrode material, Ni / Au, Pd / Mo / Au
May be used.

【0031】次に、ウエハーを劈開することにより、長
さ650μmのレーザ共振器(ファブリ・ぺロー共振
器)を形成した。前記共振器の帰還手法以外に、DFB
(Distributed Feedback)、DB
R(DistributedBragg Reflec
tor)を用いても構わない。
Next, a laser resonator (Fabry-Perot resonator) having a length of 650 μm was formed by cleaving the wafer. Other than the feedback method of the resonator, DFB
(Distributed Feedback), DB
R (Distributed Bragg Reflect)
tor) may be used.

【0032】また一方の共振器端面には70%の反射率
を有する酸化チタン膜と弗化マグネシウムの誘電体多層
膜を、前端面には反射率12%のシリコン窒化膜を形成
し、最後にスクライブによりチップ分割して、レーザ素
子を作製した。
A dielectric multilayer film of titanium oxide and magnesium fluoride having a reflectance of 70% is formed on one end face of the resonator, and a silicon nitride film having a reflectance of 12% is formed on the front end face. The chip was divided by scribing to produce a laser element.

【0033】このように作製されたレーザ素子の特性を
測定したところ、室温において、しきい値電流28m
A、微分発光効率0.95W/Aと、低しきい値でかつ
発光効率の高いレーザ連続発振が得られた。また、光出
力35mWの室温での動作電流値は51.4mA、動作
電圧は4.5V(投入電力:231.3mW)、発振波
長410nmであった。p型電極を金属薄膜の半透過電
極とし、10mAの電流を注入して活性層の発光の状況
を観察したところ、均一でむらのない発光が確認でき
た。
The characteristics of the laser device thus manufactured were measured.
A, laser continuous oscillation with a low threshold value and high luminous efficiency, with a differential luminous efficiency of 0.95 W / A, was obtained. The operating current at room temperature with an optical output of 35 mW was 51.4 mA, the operating voltage was 4.5 V (input power: 231.3 mW), and the oscillation wavelength was 410 nm. Using the p-type electrode as a semi-transparent metal thin film electrode and injecting a current of 10 mA and observing the state of light emission of the active layer, uniform and even light emission was confirmed.

【0034】比較例として、本実施の形態の変性防止層
に相当する層を、p型ガイド層やp型クラッド層と同じ
1050℃で成長し、その他の条件を本実施の形態と同
じにして成長したレーザ素子の場合、パルス条件での閾
値電流は1A程度にもなり、室温での連続発振はしなか
った。上記同様にして、活性層の発光の状況を観察した
ところ、発光に強度のムラが生じており、また、全く発
光しない径数10μmの暗点がところどころに見られ
た。図12に、上記比較例の素子の活性層からの発光パ
ターン(a)と、本実施の形態の素子の活性層からの発
光パターン(b)を比較した。図12(a)において、
黒い部分は非発光の部分、斜線部分は発光はしているが
暗い部分、白い部分が明るく発光している部分である。
これに対して、本実施の形態の発光パターン(b)で
は、非発光部分、暗い部分は観測されなかった。本実施
の形態の変性防止層に相当する層をGaNとして形成し
たレーザ素子の場合、閾値電流は1A以上にもなり、上
記同様に発光にムラが見られた。このように、2つの比
較例において発光ムラが生じたことは、活性層が、その
後の結晶成長過程において劣化したことを示している。
このように観察される発光ムラは、半導体レーザにおい
ては発振に寄与しない部分、LEDにおいては発光に寄
与しない部分があることを示しており、素子の発光特性
をきわめて悪化させているのである。本実施の形態のよ
うに、V族元素として、N以外にAsが加わった窒化物
系半導体結晶はNの含有率の高い六方晶系の結晶の中
に、III族元素窒化物半導体(GaN)の中に、Ga
As等のIII族元素砒化物半導体が析出してしまうよ
うな相分離を起こしやす傾向があることが明らかになっ
た。このことは、前記発光ムラを生じたの素子の活性層
からの発光パターンを高倍率で目視観察すると、周囲と
異なる発光色(赤〜黄色)で発光する輝点が見えること
からも確かめられる。このような輝点は、母体の発光
(紫もしくは青色に感じられる)とは異なる発光波長を
有したGaAs等のIII族元素砒化物半導体の微粒子
からの微弱な発光であり、半導体レーザの動作に寄与せ
ず、また、LEDにおいても、所要の発光色での発光に
寄与しない。
As a comparative example, a layer corresponding to the denaturation preventing layer of this embodiment is grown at 1050 ° C., which is the same as that of the p-type guide layer and the p-type cladding layer, and other conditions are the same as in this embodiment. In the case of the grown laser element, the threshold current under pulse conditions was about 1 A, and continuous oscillation at room temperature did not occur. When the state of light emission of the active layer was observed in the same manner as described above, unevenness in intensity occurred in the light emission, and dark spots having a diameter of several 10 μm, which did not emit light at all, were found in some places. FIG. 12 compares the light emission pattern (a) from the active layer of the device of the comparative example with the light emission pattern (b) from the active layer of the device of the present embodiment. In FIG. 12A,
Black portions are non-light emitting portions, shaded portions are light emitting but dark portions, and white portions are bright light emitting portions.
On the other hand, in the light emitting pattern (b) of the present embodiment, no non-light emitting portion and no dark portion were observed. In the case of the laser element in which the layer corresponding to the denaturation preventing layer of the present embodiment was formed of GaN, the threshold current was 1 A or more, and unevenness in light emission was observed as described above. Thus, the occurrence of light emission unevenness in the two comparative examples indicates that the active layer has deteriorated in the subsequent crystal growth process.
The emission unevenness observed in this way indicates that there are portions that do not contribute to oscillation in the semiconductor laser and portions that do not contribute to emission in the LED, which significantly deteriorates the emission characteristics of the element. As in the present embodiment, a nitride-based semiconductor crystal in which As is added as a group V element in addition to N is a group III element nitride semiconductor (GaN) among hexagonal crystals having a high N content. Inside, Ga
It has been clarified that there is a tendency to cause phase separation such that a group III element arsenide semiconductor such as As is deposited. This can be confirmed by visually observing the light emission pattern from the active layer of the device in which the light emission unevenness has occurred at a high magnification, that a bright spot emitting light of a different color (red to yellow) from the surroundings can be seen. Such a luminescent spot is weak light emission from fine particles of a group III element arsenide semiconductor such as GaAs having an emission wavelength different from that of the base material (which is perceived as purple or blue). It does not contribute, and also does not contribute to the emission of the required emission color in the LED.

【0035】N以外のV族元素が加わった窒化物系半導
体結晶においては、このように、六方晶系半導体である
III族元素窒化物半導体(GaN)と、立方晶系(閃
亜鉛構造)半導体であるIII族元素砒化物半導体(G
aAs)との混晶半導体であるが、結晶構造が互いに異
なっているために、混晶半導体が、V族元素としてNの
成分が大部分であるIII族元素窒化物半導体ベースの
混晶半導体である場合、III族元素窒化物半導体(G
aN)の中に、III族元素砒化物半導体(GaAs)
が析出してしまうような相分離を起こしやす傾向があ
り、そのため、活性層形成後クラッド層もしくはコンタ
クト層を成長する際に、活性層が変成し、発光に寄与し
ない部分が現れる性質がある。こうした変性の防止のた
めに、Alを含む層を変性防止層として、その後の結晶
成長温度よりも低い温度で形成する事で、N以外にAs
が加わった窒化物系半導体結晶を含む発光層の劣化を防
止できたものである。なお、N以外のV族元素として、
AsをPに変えても、この事情は同じであった。
In the nitride-based semiconductor crystal to which a group V element other than N is added, a group III element nitride semiconductor (GaN), which is a hexagonal semiconductor, and a cubic (zinc blend structure) semiconductor Group III element arsenide semiconductor (G
aAs), but because of different crystal structures, the mixed crystal semiconductor is a group III element nitride semiconductor-based mixed crystal semiconductor in which the majority of N is a Group V element. In some cases, a group III element nitride semiconductor (G
aN), group III element arsenide semiconductor (GaAs)
Therefore, when the cladding layer or the contact layer is grown after the formation of the active layer, the active layer is denatured, and a portion not contributing to light emission appears. In order to prevent such denaturation, a layer containing Al is formed as a denaturation preventing layer at a temperature lower than the subsequent crystal growth temperature, so that, in addition to N, As
Thus, it is possible to prevent the light emitting layer containing the nitride-based semiconductor crystal to which is added, from deteriorating. In addition, as a group V element other than N,
This situation was the same when As was changed to P.

【0036】上述のような相分離は、GaNP、GaN
Sb、GaNAsPSb、InGaNAs、InGaN
P、InGaNSb、またはInGaNAsPSb等の
ように、As、P、またはSbをNと同じに含む他の窒
化物系半導体井戸層においても同様に生じ得ることであ
り、実際にそうなっている事が本発明者らにより明らか
になった。このようにAs、P、またはSbを含む窒化
物系半導体の井戸層では現在LED等として実用化され
ているInGaN井戸層に比べて電子とホールの有効質
量が小さくなるので、InGaN層を用いた従来のレー
ザ発振閾値電流密度に比べてその閾値を低くすることが
期待できる。このことによって、低消費電力でかつ高出
力のレーザ素子やその長寿命化の実現が期待できる。し
かしながら、実際には、このような発光層(活性層)で
は、上述のように変性しやすい性質がある。このような
変性の防止のために、Alを含む層を変性防止層とし
て、その後の結晶成長温度よりも低い温度で形成する事
で、N以外にAsが加わった窒化物系半導体結晶を含む
発光層の劣化を防止できたのである。また、当然なが
ら、低温で形成したAlを含む層が発光層(活性層)の
変性を防止する効果は、N以外にAsがV族元素として
加わった窒化物系半導体結晶が障壁層として用いられた
発光層や、量子井戸発光層でないいわゆるバルク発光層
(活性層)の場合でも、同様に効果を奏し得るものであ
る。ただし、バルク発光層を用いた場合には、成長方向
に組成の揺らぎを生じてしまうので、本発明の効果が小
さくなってしまう。
The above-mentioned phase separation is performed by using GNP, GaN
Sb, GNAsPSb, InGaNAs, InGaN
It can also occur in other nitride-based semiconductor well layers containing As, P, or Sb in the same manner as N, such as P, InGaNSb, or InGaNAsPSb. It was made clear by the inventors. As described above, the effective mass of electrons and holes is smaller in a well layer of a nitride-based semiconductor containing As, P, or Sb than in an InGaN well layer currently in practical use as an LED or the like. The threshold can be expected to be lower than the conventional laser oscillation threshold current density. Thus, it is expected that a laser element with low power consumption and high output and a long life of the laser element can be realized. However, actually, such a light-emitting layer (active layer) has a property of being easily modified as described above. In order to prevent such denaturation, the layer containing Al is formed as a denaturation preventing layer at a temperature lower than the subsequent crystal growth temperature. Deterioration of the layer could be prevented. Naturally, the effect of the Al-containing layer formed at a low temperature to prevent the light-emitting layer (active layer) from being modified is that a nitride-based semiconductor crystal in which As is added as a group V element in addition to N is used as a barrier layer. The same effect can be obtained even in the case of a light emitting layer that has been used or a so-called bulk light emitting layer (active layer) that is not a quantum well light emitting layer. However, when a bulk light emitting layer is used, the composition fluctuates in the growth direction, so that the effect of the present invention is reduced.

【0037】以下に、実施の形態1の変形例あるいは好
ましい範囲について記載するが、これらの記載は、実施
の形態2以降のすべての実施の形態においても同様に有
効なものである。
Hereinafter, modified examples or preferred ranges of the first embodiment will be described, but these descriptions are similarly effective in all the embodiments after the second embodiment.

【0038】本実施の形態において、井戸層の組成を上
記特定のもので説明したが、井戸層中においてAs、
P、またはSbの含有量は、目的とする発光素子の発光
波長に応じて調整することができる。例えば、青紫色の
410nm近傍の発光波長を得るためには、GaN1-x
Asxの場合にはx=0.02、GaN1-yyの場合に
はy=0.03、そしてGaN1-zSbzの場合にはz=
0.01の程度にすればよい。また、青色の470nm
付近の発光波長を得るためには、GaN1-xAsxの場合
いはx=0.03、GaN1-yyの場合にはy=0.0
6、そしてGaN1- zSbzの場合にはz=0.02の程
度にすればよい。さらに、緑色の520nm近傍の発光
波長を得るためには、GaN1-xAsxの場合にはx=
0.05、GaN1-yyの場合にはy=0.08、そし
てGaN1-zSbzの場合にはz=0.03の程度にすれ
ばよい。さらにまた、赤色の650nm近傍の発光波長
を得るためには、GaN1-xAsxの場合にはx=0.0
7、GaN1-yyの場合にはy=0.12、そしてGa
1-zSbzの場合にはz=0.04の程度にすればよ
い。
In the present embodiment, the composition of the well layer has been described with the specific one described above.
The content of P or Sb can be adjusted according to the emission wavelength of the intended light-emitting element. For example, in order to obtain a blue-violet emission wavelength near 410 nm, GaN 1-x
As in the case of x x = 0.02, in the case of y = 0.03, and GaN 1-z Sb z in the case of GaN 1-y P y z =
It may be set to about 0.01. In addition, blue 470 nm
To obtain an emission wavelength in the vicinity is, GaN 1-x As have for x is x = 0.03, GaN 1-y P in the case of y y = 0.0
6, and in the case of GaN 1- z Sb z , z may be set to about 0.02. Furthermore, in order to obtain a green emission wavelength near 520 nm, x = x in the case of GaN 1-x As x
0.05, in case of y = 0.08, and GaN 1-z Sb z in the case of GaN 1-y P y may be the degree of z = 0.03. Furthermore, in order to obtain a red emission wavelength near 650 nm, in the case of GaN 1-x As x , x = 0.0
7, in the case of the GaN 1-y P y is y = 0.12 and Ga,
In the case of N 1-z Sb z , z may be set to about 0.04.

【0039】さらに、井戸層としてInGaNAs系ま
たはInGaNP系の半導体を用いる場合に目的とする
発光波長を得るためには、Inの含有割合yに応じて、
表1または表2に示された数値をAsもしくはPの含有
割合xの値として採用すればよい。なお、ここに示した
組成の数値は一例であり、発光層の構造、サイズ、測定
方法等により、変化し得るものであり、要は、必要とす
る波長に応じて、実験的に多少変化させて適正化すれば
良い。
Further, in order to obtain a desired emission wavelength when an InGaNAs-based or InGaNP-based semiconductor is used as the well layer, the following should be taken into consideration in accordance with the In content y.
The numerical values shown in Table 1 or Table 2 may be adopted as the value of the content ratio x of As or P. Note that the numerical values of the composition shown here are merely examples, and may vary depending on the structure, size, measurement method, and the like of the light emitting layer. And optimize it.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】[0041]

【表2】 [Table 2]

【0042】なお、このように、As、P、またはSb
を含む窒化物系半導体結晶の発光層として用いられるに
好ましいな形成条件は次のようなものである。
As described above, As, P, or Sb
Preferred formation conditions for use as a light-emitting layer of a nitride-based semiconductor crystal containing are as follows.

【0043】まず、結晶成長温度は、N以外のV族元素
としてPを用いる場合には、670〜930℃が好まし
く、さらには700〜850℃が好ましい。N以外のV
族元素としてAsを用いる場合には、650〜900℃
が好ましく、さらには700〜850℃が好ましい。N
以外のV族元素としてSbを用いる場合には、650〜
900℃が好ましく、さらには690〜810℃が好ま
しい。成長温度が好ましい範囲より低い場合は表面マイ
グレーションが抑制されて、Nと、AsもしくはP、S
bとを同時に含む発光層の結晶性が低下し、高過ぎる場
合は発光層が相分離して好ましくない。成長温度が、さ
らに好ましい範囲から外れる場合、上述のような周囲と
異なる発光色の輝点が出現するようになる。
First, when P is used as a group V element other than N, the crystal growth temperature is preferably 670 to 930 ° C., and more preferably 700 to 850 ° C. V other than N
When using As as a group element, 650 to 900 ° C.
Is preferable, and 700-850 degreeC is more preferable. N
When Sb is used as a group V element other than 650,
900 ° C is preferred, and more preferably 690-810 ° C. When the growth temperature is lower than the preferable range, surface migration is suppressed, and N, As or P, S
When the crystallinity of the light-emitting layer containing both b and b decreases, and when the crystallinity is too high, the light-emitting layer is undesirably phase-separated. When the growth temperature is out of the more preferable range, bright spots having a different emission color from the surroundings appear as described above.

【0044】また、本実施の形態では、NとAsもしく
はP、Sbとを同時に含む窒化物系半導体からなる井戸
層と、窒化物半導体からなる障壁層とを同一の成長温度
で形成したが、これは必ずしも同一である必要は無い。
N以外のV族元素をより大きい組成で含むほうの層を、
より低温で形成する事も好ましいことである。例えば、
本実施の形態において、障壁層を井戸層よりも50〜1
00℃程度高い温度で形成してもよい。
In this embodiment, the well layer made of a nitride-based semiconductor containing N and As or P or Sb simultaneously and the barrier layer made of a nitride semiconductor are formed at the same growth temperature. This need not be the same.
A layer containing a group V element other than N in a larger composition,
Forming at a lower temperature is also preferable. For example,
In the present embodiment, the barrier layer is 50 to 1 times smaller than the well layer.
It may be formed at a temperature as high as about 00 ° C.

【0045】また、量子井戸構造を用いる事が、組成の
安定、発光効率の改善の点から、好ましく、その際、井
戸層の厚さは0.4〜20nmの範囲内にあることが良
い。井戸層の厚さが20nm以下であれば成長方向に相
分離を起こすことを抑制することができ、均質な結晶を
得やすいからである。他方、井戸層の厚さが0.4nm
以上であることを要するのは、この厚さより薄ければ井
戸層が発光領域として作用しなくなるからである。
It is preferable to use a quantum well structure from the viewpoint of stability of composition and improvement of luminous efficiency. In this case, the thickness of the well layer is preferably in the range of 0.4 to 20 nm. If the thickness of the well layer is 20 nm or less, phase separation in the growth direction can be suppressed, and a uniform crystal can be easily obtained. On the other hand, the thickness of the well layer is 0.4 nm.
The reason for this is that if the thickness is smaller than this, the well layer will not function as a light emitting region.

【0046】活性層の不純物の添加に関しては、本実施
例では井戸層と障壁層の両方に不純物としてSiを添加
したが、片方の層のみに添加してもよいし、両層ともに
添加されなくてもレーザ発振は可能である。しかし、フ
ォトルミネッセンス(PL)測定によれば、井戸層と障
壁層との両方にSiを添加した場合に、添加しない場合
に比べてPL発光強度が約1.2倍から1.4倍程度強
くなった。このように、本発明の発光素子においては、
発光層中にSiなどの不純物を添加する方が好ましかっ
た。本実施例ではSiを1×1018/cm3の濃度で添
加したが、Si以外にO、S、C、Geなどを添加して
も同様の効果が得られる。また、これらの添加原子の濃
度は約1×1016〜1×1020/cm3程度が好まし
い。一般に、レーザ素子の場合には、障壁層のみに不純
物を添加する変調ドープを行えば、井戸層内でのキャリ
ア吸収がないために閾値電流密度が低下するが、むしろ
本発明の井戸層においては不純物を添加した方がレーザ
の閾値が低かった。これは、各層が格子不整合系として
結晶成長を進めているので、結晶欠陥が多く、井戸層内
での不純物によるキャリア吸収を考慮するよりも不純物
を添加して結晶性を向上させた方がレーザ閾値電流密度
の低減に有効であったと考えられる。
With respect to the addition of impurities in the active layer, in this embodiment, Si was added as an impurity to both the well layer and the barrier layer. However, it may be added to only one of the layers, or both layers may not be added. However, laser oscillation is possible. However, according to the photoluminescence (PL) measurement, when the Si is added to both the well layer and the barrier layer, the PL emission intensity is about 1.2 to 1.4 times stronger than the case where Si is not added. became. Thus, in the light emitting device of the present invention,
It was preferable to add impurities such as Si into the light emitting layer. In this embodiment, Si is added at a concentration of 1 × 10 18 / cm 3 , but the same effect can be obtained by adding O, S, C, Ge, etc. in addition to Si. The concentration of these additional atoms is preferably about 1 × 10 16 to 1 × 10 20 / cm 3 . In general, in the case of a laser device, if modulation doping is performed by adding an impurity only to the barrier layer, the threshold current density is reduced because there is no carrier absorption in the well layer. The threshold value of the laser was lower when the impurity was added. This is because each layer promotes crystal growth as a lattice-mismatched system, so there are many crystal defects, and it is better to add impurities to improve crystallinity than to consider carrier absorption by impurities in the well layer. It is considered that this was effective in reducing the laser threshold current density.

【0047】また、このように、As、P、またはSb
を含む窒化物系半導体発光層の変性防止層として用いら
れるに好ましい形成条件は次のようなものである。
As described above, As, P, or Sb
Preferable forming conditions for use as a denaturation preventing layer in a nitride-based semiconductor light emitting layer containing the following are as follows.

【0048】変性防止層の形成温度は、その上に形成さ
れる層(p型光ガイド層、p型クラッド層、p型コンタ
クト層)よりも低温である必要があり、さらに、好まし
い形成温度は、発光層中のAs、P、またはSbを含む
窒化物系半導体の形成温度に依存し、これから+200
℃以下であることが好ましい。本実施の形態では、井戸
層と同一温度で形成したが、井戸層よりもさらに低い形
成温度で成長すれば、発光層の変性を防止する機能がよ
り強くなり、特に、N以外のV族元素が15%以上含ま
れるような、特に組成分離が起こりやすいような発光層
を用いる場合に効果がある。逆に、井戸層の形成温度以
上、その上に形成される層(p型光ガイド層、p型クラ
ッド層、p型コンタクト層)よりも低温で形成してもよ
い。変性防止層の形成温度の絶対値としては、800か
ら950℃という温度が好ましく用いられ得る。この場
合、変性防止層の結晶性が向上し、ドーピングされるM
gが活性化しやすくなる。このことにより、変性防止層
のキャリア濃度が本実施の形態よりも改善され、発光素
子の温度特性がよくなる。つまり、温度変化に対しての
特性の変化が小さくなる。
The formation temperature of the denaturation preventing layer must be lower than that of the layers formed thereon (p-type light guide layer, p-type clad layer, p-type contact layer). +200 nm depending on the formation temperature of the nitride semiconductor containing As, P, or Sb in the light emitting layer.
It is preferable that the temperature is not higher than ° C. In the present embodiment, the well layer is formed at the same temperature. However, if it is grown at a lower forming temperature than the well layer, the function of preventing the light emitting layer from being denatured becomes stronger. Is particularly effective when a light-emitting layer containing 15% or more of the compound is used, in which composition separation easily occurs. Conversely, it may be formed at a temperature equal to or higher than the formation temperature of the well layer and lower than the layers (p-type light guide layer, p-type clad layer, p-type contact layer) formed thereon. As the absolute value of the formation temperature of the denaturation preventing layer, a temperature of 800 to 950 ° C. can be preferably used. In this case, the crystallinity of the denaturation preventing layer is improved, and the doped M
g is easily activated. Thereby, the carrier concentration of the denaturation preventing layer is improved as compared with this embodiment, and the temperature characteristics of the light emitting element are improved. That is, the change in the characteristic with respect to the temperature change becomes small.

【0049】変性防止層の組成は、AlGaNであり、
少なくともAlの組成0.05を含む必要がある。Al
の組成が0.05未満の場合、本実施の形態比較例の変
性防止層に相当する層がGaNの場合と同じ結果になっ
てしまう。好ましくは、0.05〜0.70が良く、さ
らには0.1〜0.50が好ましい。Al組成が大き過
ぎると活性層周辺層に歪が過大に加わり、原子の活性層
へ拡散、活性層からの拡散が生じやすくなるために、好
ましくない。なお、変性防止層はAlGaNである事が
望ましいが、AlGaNに変性防止層としての性質を大
きく劣化させない程度で若干の他の元素、例えば、B、
In、P、As、Sbが含まれていても、本発明の趣旨
を逸脱するものではない。この、性質を大きく劣化させ
ない程度とは、含まれる元素がInの場合には、Al組
成の1/4程度以下であり、含まれる元素がP、As、
Sbの場合、Al組成の1/8程度以下である。変性防
止層の膜厚は1〜200nmが好ましく、特には5〜1
00nmが好ましい。膜厚が薄過ぎる場合、活性層の劣
化を防ぐことが困難になり、厚過ぎる場合は、発光に関
与するキャリアの障壁となり、また活性層に格子ひずみ
を与えるために好ましくない。
The composition of the modification preventing layer is AlGaN,
It is necessary to contain at least the Al composition 0.05. Al
Is less than 0.05, the same result as in the case where the layer corresponding to the denaturation preventing layer of the present comparative example is GaN is obtained. Preferably, it is 0.05 to 0.70, more preferably 0.1 to 0.50. If the Al composition is too large, strain is excessively applied to the peripheral layer of the active layer, and atoms are easily diffused into and diffused from the active layer, which is not preferable. It is desirable that the denaturation preventing layer is made of AlGaN, but some other elements such as B and so on do not significantly deteriorate the properties of AlGaN as the denaturation preventing layer.
The inclusion of In, P, As, and Sb does not depart from the spirit of the present invention. The degree to which the property is not significantly deteriorated is about 1 / or less of the Al composition when the contained element is In, and the contained element is P, As,
In the case of Sb, it is about 1 / or less of the Al composition. The thickness of the denaturation preventing layer is preferably from 1 to 200 nm, particularly preferably from 5 to 1 nm.
00 nm is preferred. If the film thickness is too small, it is difficult to prevent the active layer from deteriorating. If the film thickness is too large, it becomes a barrier for carriers involved in light emission, and it is not preferable because it gives lattice distortion to the active layer.

【0050】また、本実施の形態のように、成長基板上
にn型層から成長を行う場合は、変性防止層はp型が望
ましく、この場合のドーパントは、Zn、Mgとなり、
ドーパント濃度は1×1016〜1×1022cm-3が好ま
しく、さらには1×1018〜1×1021cm-3が好まし
い。ドーパント濃度が低過ぎると、抵抗が大きく、素子
の動作電圧が大きくなり、特性が低下するため好ましく
なく、ドーパント濃度が高過ぎると、ドーパントが拡散
し、素子特性が低下し、好ましくない。ドーパントはZ
n、Mgそれぞれ単独に添加を行っても、同時に添加を
しても効果があることを確認している。また同時にS
i、OをZn、Mg等の添加量未満の濃度添加すること
も好ましい。
When the growth is performed from the n-type layer on the growth substrate as in the present embodiment, the denaturation preventing layer is preferably a p-type. In this case, the dopant is Zn or Mg.
The dopant concentration is preferably from 1 × 10 16 to 1 × 10 22 cm −3 , and more preferably from 1 × 10 18 to 1 × 10 21 cm −3 . If the dopant concentration is too low, the resistance increases, the operating voltage of the device increases, and the characteristics deteriorate, which is not preferable. If the dopant concentration is too high, the dopant diffuses, and the device characteristics deteriorate, which is not preferable. The dopant is Z
It has been confirmed that it is effective to add n and Mg individually or simultaneously. At the same time, S
It is also preferable to add i and O in a concentration less than the amount of Zn, Mg or the like.

【0051】また、本実施の形態では、(0001)面
を有するサファイア基板を使用した例について記述した
が、他の面のサファイア基板、GaN、SiC、スピネ
ル、マイカ等が適用でき、いずれの基板でも本実施の形
態と同様の効果が現われることを確認している。
In this embodiment, an example using a sapphire substrate having a (0001) plane has been described. However, sapphire substrates having other planes, such as GaN, SiC, spinel, and mica, can be used. However, it has been confirmed that the same effects as those of the present embodiment appear.

【0052】また、サファイア、GaN、六方晶SiC
のc面基板を用いる場合、基板面の垂直方向(結晶の積
層方向)と成長基板のc軸が0.1度以上2度以下の任
意の方向へのオフアングルを持っている場合、より好ま
しくは0.1度〜0.3度の任意の方向へのオフアング
ルを持っている場合、変性防止層の平坦性が促進され、
素子の特性がさらに向上することを確認している。
Also, sapphire, GaN, hexagonal SiC
When the c-plane substrate is used, it is more preferable that the vertical direction of the substrate surface (the direction of crystal lamination) and the c-axis of the growth substrate have an off-angle in any direction of 0.1 degree or more and 2 degrees or less. Has an off angle in any direction of 0.1 degrees to 0.3 degrees, the flatness of the denaturation preventing layer is promoted,
It has been confirmed that the characteristics of the element are further improved.

【0053】また、基板としてGaNを使用する場合に
は、H2雰囲気中の熱処理と低温でのバッファー層の成
長は行う必要がなく、昇温は、不活性ガスを主とするキ
ャリアガスとNH3雰囲気中で行い、TMG及び/また
はSiH4の導入と同時に下層のGaN膜の成長から行
うことができ、このときも作製された発光素子は本実施
の形態と同様の効果が現われている。
When GaN is used as the substrate, it is not necessary to perform heat treatment in an H 2 atmosphere and grow the buffer layer at a low temperature, and the temperature is raised by using a carrier gas mainly composed of an inert gas and NH 3. It can be carried out in three atmospheres and at the same time as the introduction of TMG and / or SiH 4 from the growth of the underlying GaN film. In this case also, the light emitting device produced has the same effects as the present embodiment.

【0054】また、本実施の形態では、低温バッファー
層としてGaN膜を成長した場合について記述したが、
低温バッファー層としてはAlηGa1-ηN(0≦η≦
1)を使用しても、さらにZnOを用いた場合も、発光
素子を作製する上で何ら問題がなく、いずれの場合でも
本実施の形態と同様の効果が現われている。
In this embodiment, the case where a GaN film is grown as a low-temperature buffer layer has been described.
As the low-temperature buffer layer, AlηGa 1 -ηN (0 ≦ η ≦
Even if 1) is used or ZnO is used, there is no problem in manufacturing a light emitting element, and in each case, the same effect as that of the present embodiment is exhibited.

【0055】また、本実施の形態の変性防止層の効果
は、窒化物系半導体レーザ素子だけでなく、発光ダイオ
ードの特性にも充分な効果があることを確認している。 (実施の形態2)本実施の形態では、変性防止層の成長
温度プロファイルを変化させて、窒化物系半導体レーザ
素子を作製した結果について説明する。
Further, it has been confirmed that the effect of the denaturation preventing layer of this embodiment has a sufficient effect not only on the nitride semiconductor laser element but also on the characteristics of the light emitting diode. (Embodiment 2) In this embodiment, a result of fabricating a nitride-based semiconductor laser device by changing a growth temperature profile of a denaturation preventing layer will be described.

【0056】本実施の形態の窒化物系半導体レーザ素子
の製造法により作製した膜の断面図は、実施の形態1の
説明に用いた図1と同一のものである。
The cross-sectional view of the film manufactured by the method for manufacturing the nitride-based semiconductor laser device of the present embodiment is the same as FIG. 1 used for describing the first embodiment.

【0057】図6、図7、図8、図9、及び図10は、
実施の形態1、本実施の形態の窒化物系半導体のレーザ
素子の製造法の活性層近傍の成長温度プロファイルを示
す図である。
FIGS. 6, 7, 8, 9 and 10 show:
FIG. 3 is a diagram showing a growth temperature profile near the active layer in the method for manufacturing the nitride-based semiconductor laser device according to the first embodiment and the present embodiment.

【0058】まず、実施の形態1の窒化物系半導体レー
ザ素子の製造法における変性防止層の成長プロセスの場
合は、活性層成長温度と同じ成長温度で変性防止層を形
成を完了し、その後昇温してからp型光ガイド層を形成
している。(図6)次に、活性層の成長後、昇温中に変
性防止層を形成する、本実施の形態の場合について説明
する。
First, in the case of the growth process of the denaturation preventing layer in the manufacturing method of the nitride-based semiconductor laser device of the first embodiment, the formation of the denaturation preventing layer is completed at the same growth temperature as the active layer growth temperature. After heating, the p-type light guide layer is formed. (FIG. 6) Next, a case of the present embodiment in which a denaturation preventing layer is formed during the temperature rise after the growth of the active layer will be described.

【0059】成長方法は、変性防止層以外は、実施の形
態1と同様の方法である。図7のように、活性層成長
後、昇温中に、TMGを10μmol/min.、TM
Aを5μmol/min.、及びCp2Mgを0.10
nmol/min.供給し、30nmの厚さのAl0.15
Ga0.85N変性防止層(107)を成長する。その後、
TMAの供給を停止し、p型光ガイド層を成長する。そ
の後は、実施の形態1と同様の方法で成長を続行し、結
晶成長終了後、成長結晶を処理し、レーザ素子を作製し
た。
The growth method is the same as that of the first embodiment, except for the modification preventing layer. As shown in FIG. 7, after the active layer was grown, TMG was added at 10 μmol / min. , TM
A at 5 μmol / min. , And Cp 2 Mg in 0.10
nmol / min. Supply 30 nm thick Al 0.15
A Ga 0.85 N modification preventing layer (107) is grown. afterwards,
The supply of TMA is stopped, and the p-type light guide layer is grown. After that, the growth was continued in the same manner as in Embodiment 1, and after the crystal growth was completed, the grown crystal was processed to produce a laser device.

【0060】このレーザ素子の特性を測定したところ、
低しきい値で、発光効率の高いレーザ連続発振が得られ
た。光出力35mWの室温での投入電力は225.6m
Wであり、実施の形態1で述べた比較例よりも、素子の
性能は向上していることがわかる。変性防止層が実施の
形態1の場合よりもより高温で成長される部分があるこ
とからこの層の結晶性が向上したためと考えられる。
When the characteristics of this laser device were measured,
Laser continuous oscillation with high luminous efficiency was obtained at a low threshold. The input power at room temperature with an optical output of 35 mW is 225.6 m.
W, which indicates that the performance of the element is higher than that of the comparative example described in the first embodiment. This is probably because the denaturation preventing layer has a portion grown at a higher temperature than that in the first embodiment, and the crystallinity of this layer is improved.

【0061】図8、及び図9に示すように、活性層成長
終了後に昇温を開始し、昇温と同時に、変性防止層の成
長を行い、一定時間の成長中断の後に光ガイド層を成長
させた場合にも、本実施の形態と同様の効果があること
を確認している。この際の成長中断は昇温中であって
も、p型光ガイド層成長温度まで昇温後の一定温度であ
っても、同様の効果を得られる。
As shown in FIGS. 8 and 9, the temperature rise is started after the active layer growth is completed, and simultaneously with the temperature rise, the denaturation preventing layer is grown. After the growth is interrupted for a certain time, the light guide layer is grown. It has been confirmed that the same effects as those of the present embodiment can be obtained even in the case where this is done. At this time, the same effect can be obtained regardless of whether the growth is interrupted during the heating or at a constant temperature after the heating to the growth temperature of the p-type optical guide layer.

【0062】また、図10に示すように、活性層成長後
に、活性層成長温度と同じ温度で変性防止層の形成を完
了し、そのまま同じ温度で一定時間の成長中断の後に昇
温を実施し光ガイド層を成長させた場合にも、本実施の
形態と同様の効果があることを確認している。
As shown in FIG. 10, after the active layer was grown, the formation of the denaturation preventing layer was completed at the same temperature as the active layer growth temperature, and after the growth was interrupted at the same temperature for a certain time, the temperature was raised. It has been confirmed that the same effect as in the present embodiment can be obtained even when the light guide layer is grown.

【0063】また、図6、図7、図8、図9、及び図1
0に示すプロセスにおいて、活性層成長後に成長中断プ
ロセスを挿入した場合にも、本実施の形態と同様の効果
があることを確認している。この中断の時の温度は、活
性層成長温度と同じ温度であっても、昇温中でよい。更
に昇温中の成長中断の場合、成長中断を終わって、変性
防止層の成長を始める時の温度は、p型光ガイド層成長
温度よりも低い温度にする必要がある。
FIGS. 6, 7, 8, 9 and 1
In the process shown in FIG. 5, it has been confirmed that the same effect as in the present embodiment can be obtained even when a growth interruption process is inserted after the active layer is grown. The temperature at the time of this interruption may be the same as the active layer growth temperature, or may be during the temperature increase. Further, when the growth is interrupted during the temperature increase, the temperature at which the growth interruption is terminated and the growth of the denaturation preventing layer is started must be lower than the growth temperature of the p-type optical guide layer.

【0064】また、変性防止層成長中に成長中断を行
い、さらに変性防止層の成長を行ってもよい。
Further, during the growth of the denaturation preventing layer, the growth may be interrupted, and the denaturation preventing layer may be further grown.

【0065】また、2回以上の成長中断を行ってもよ
い。この場合、初回の変性防止層と2回目以降の変性防
止層の組成及びドーピング濃度は異なっていても本実施
の形態と同様の効果があることを確認している。例え
ば、Al0.1Ga0.9Nに続いて、第2の変性防止層Al
0.15Ga0.85N、第3の変性防止層Al0.20Ga0.80
を成長させてもよい。また、連続的にAl0.15Ga0.85
NからAl0.20Ga0.80Nまで変化させても良い。変性
防止層成長中は、一定温度、昇温、降温等の2種類以上
のプロセスを組み合わせてもよい。
The growth may be interrupted two or more times. In this case, it has been confirmed that the same effect as in the present embodiment is obtained even if the composition and the doping concentration of the first modification preventing layer and the second and subsequent modification preventing layers are different. For example, following Al 0.1 Ga 0.9 N, the second modification prevention layer Al
0.15 Ga 0.85 N, third modification preventing layer Al 0.20 Ga 0.80 N
May be grown. Also, continuously, Al 0.15 Ga 0.85
It may be changed from N to Al 0.20 Ga 0.80 N. During growth of the denaturation preventing layer, two or more types of processes such as constant temperature, temperature rise, and temperature decrease may be combined.

【0066】また、本実施の形態では、活性層の障壁層
成長後に変性防止層を成長させているが、変性防止層の
成長は、井戸層形成後に行っても本実施の形態と同様の
効果があることを確認している。活性層の形成時に井戸
層、及び障壁層形成後にそれぞれ成長中断時間を設け
て、活性層の結晶性を整えてから、変性防止層を形成す
れば素子特性がさらに向上することを確認している。
In the present embodiment, the denaturation preventing layer is grown after the growth of the barrier layer of the active layer. However, the growth of the denaturation preventing layer can be performed after the formation of the well layer, and the same effect as in the present embodiment can be obtained. Make sure there is. It has been confirmed that, by providing a growth interruption time after forming the well layer and the barrier layer at the time of forming the active layer and adjusting the crystallinity of the active layer and then forming the denaturation preventing layer, the device characteristics are further improved. .

【0067】また、本実施の形態では、変性防止層の昇
温中の成長開始温度は、発光層の成長温度と同じとした
が、発光層中のAs、P、またはSbを含む窒化物系半
導体の成長温度以上であれば、同じである必要は無い。
これら発光層を有効に変性防止する為には、発光層中の
As、P、またはSbを含む窒化物系半導体の成長温度
から+200℃以下である成長温度から成長開始するこ
とがよい。本実施の形態では、井戸層と同一温度から成
長開始したが、井戸層よりもさらに低い形成温度から成
長開始すれば、発光層の変性を防止する機能がより強く
なり、特に、N以外のV族元素が15%以上含まれるよ
うな、特に組成分離が起こりやすいような発光層を用い
る場合に効果がある。
In this embodiment, the growth start temperature of the denaturation preventing layer during the temperature rise is the same as the growth temperature of the light emitting layer. However, the nitride based material containing As, P, or Sb in the light emitting layer is used. The temperature does not need to be the same as long as it is equal to or higher than the semiconductor growth temperature.
In order to effectively prevent denaturation of these light emitting layers, it is preferable to start the growth from a growth temperature of + 200 ° C. or lower from the growth temperature of the nitride semiconductor containing As, P, or Sb in the light emitting layers. In this embodiment, the growth is started from the same temperature as the well layer. However, if the growth is started from a lower formation temperature than the well layer, the function of preventing the light emitting layer from being denatured becomes stronger. This is effective particularly when a light-emitting layer containing 15% or more of group element is used, particularly when a light-emitting layer in which composition separation easily occurs.

【0068】また、発光ダイオードの場合は、上記の説
明におけるp型クラッド層が用いられる必要は殆どない
ので、p型クラッド層を省略した構造で、上記の成長方
法で本実施の形態と同様の効果があることを確認してい
る。
In the case of a light emitting diode, the p-type cladding layer in the above description is hardly required to be used. Therefore, a structure in which the p-type cladding layer is omitted and the same growth method as that of the present embodiment is used. We confirm that it is effective.

【0069】本実施の形態において、活性層もしくは変
性防止層成長中もしくは成長前後における成長中断を行
った場合については、成長中断を行わない場合よりも、
投入電力が比較的小さかった。これは活性層、もしくは
変性防止層の成長後、N2およびNH3雰囲気中で熱にさ
らし、時間をおくことで、表面原子のマイグレーション
等により、各層の表面平坦性が促進されて、界面が急峻
になり、結果として、素子全体の結晶性が向上すること
により、低しきい値でかつ発光効率の高いレーザが得ら
れたと考えられる。
In the present embodiment, the case where the growth is interrupted during the growth of the active layer or the denaturation preventing layer or before or after the growth is more than the case where the growth is not interrupted.
The input power was relatively small. This is because, after the growth of the active layer or the denaturation preventing layer, exposure to heat in an N 2 and NH 3 atmosphere and a period of time allow the surface flatness of each layer to be promoted due to migration of surface atoms and the like, and the interface is formed. It is considered that the laser became steep and, as a result, the crystallinity of the entire device was improved, so that a laser having a low threshold value and high luminous efficiency was obtained.

【0070】成長中断は、1秒から5分が好ましく、さ
らには10秒から1分が好ましい。中断時間が短すぎる
とガスの追い出し効果が低下し、中断時間が長すぎると
再蒸発等で成長表面が荒れ好ましくない。
The interruption of the growth is preferably from 1 second to 5 minutes, more preferably from 10 seconds to 1 minute. If the interruption time is too short, the effect of expelling the gas decreases, and if the interruption time is too long, the growth surface becomes rough due to re-evaporation or the like, which is not preferable.

【0071】本実施の形態では、成長中断中の雰囲気ガ
スとしてN2とNH3を使用しているが、N2のみを使用
しても本実施の形態と同様の効果が現われることを確認
している。
In this embodiment, N 2 and NH 3 are used as the atmosphere gas during the interruption of the growth. However, it was confirmed that the same effect as that of this embodiment can be obtained by using only N 2. ing.

【0072】また、本実施の形態に記載の変性防止層形
成プロセス(温度プロファイル)を以下に記載の他の実
施の形態の半導体発光素子に適用してもよく、この場合
も本実施の形態と同様の効果が得られた。 (実施の形態3)本実施の形態では、変性防止層にn型
の不純物を添加した例について説明する。図3は、本実
施の形態の窒化物系半導体のレーザ素子の製造法により
作製した素子の断面図である。
The process (temperature profile) for forming a denaturation preventing layer described in the present embodiment may be applied to the semiconductor light emitting devices of other embodiments described below. Similar effects were obtained. (Embodiment 3) In this embodiment, an example in which an n-type impurity is added to a denaturation preventing layer will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view of a device manufactured by the method for manufacturing a nitride-based semiconductor laser device of the present embodiment.

【0073】基板として、サファイア基板(101)を
用い、その上にGaNバッファ層(502)、p型Ga
Nコンタクト層(503)、p型クラッド層(50
4)、p型GaNガイド層(505)、活性層(50
6)が形成される。活性層の上に、AlGaN変性防止
層(Al組成0.05以上)(507)、n型GaNガ
イド層(508)、n型クラッド層(509)、n型G
aNコンタクト層(510)が形成され、結晶成長の後
に、SiO2絶縁膜(511)、n型電極(512
a)、p型電極(512b)が形成される。
As a substrate, a sapphire substrate (101) was used, on which a GaN buffer layer (502) and a p-type Ga
N contact layer (503), p-type cladding layer (50
4), p-type GaN guide layer (505), active layer (50
6) is formed. On the active layer, an AlGaN modification preventing layer (Al composition 0.05 or more) (507), an n-type GaN guide layer (508), an n-type cladding layer (509), and an n-type G
An aN contact layer (510) is formed, and after crystal growth, an SiO 2 insulating film (511) and an n-type electrode (512) are formed.
a), a p-type electrode (512b) is formed.

【0074】次に、レーザ素子作製方法を述べる。Next, a method for manufacturing a laser device will be described.

【0075】まず、基板(101)を洗浄して、結晶成
長装置内に設置する。基板は、H2雰囲気中1100℃
程度の温度で10分程度熱処理を施し、その後温度を5
50℃程度に降温する。温度が一定になれば、キャリア
ガスをN2に替え、N2の全流量を10l/min.NH
3を3l/min.流し、数秒後、TMGを20μmo
l/min.流し、1分間、低温でのGaNバッファー
層(502)の成長を行った。成長した膜の厚さは30
nmである。その後、TMGの供給を停止し、温度を1
050℃まで昇温し、再びTMGを50μmol/mi
n.とCp2Mgを0.20nmol/min.供給し
てp型GaNコンタクト層(503)を4μm成長す
る。
First, the substrate (101) is washed and set in a crystal growth apparatus. Substrate is 1100 ° C in H 2 atmosphere
Heat treatment for about 10 minutes at a temperature of about
Cool down to about 50 ° C. If the temperature is constant, changing the carrier gas N 2, the total flow of N 2 10l / min. NH
3 at 3 l / min. After a few seconds, flow TMG to 20 μmo
1 / min. The GaN buffer layer (502) was grown at a low temperature for one minute. The thickness of the grown film is 30
nm. Thereafter, the supply of TMG was stopped and the temperature was reduced to 1
The temperature was raised to 050 ° C., and TMG was added again at 50 μmol / mi.
n. And Cp 2 Mg at 0.20 nmol / min. Then, the p-type GaN contact layer (503) is grown by 4 μm.

【0076】次に、TMAを10μmol/min.追
加供給し、厚さ0.80μmのAl 0.09Ga0.91Nのp
型クラッド層(504)を成長する。次に、TMAの供
給を停止し、0.1μm厚さのp型GaNガイド層(5
05)を形成する。p型GaNガイド層(505)成長
後、Cp2MgとTMGの供給を停止し、基板の温度を
730℃まで低下させ、温度が安定すると、実施の形態
1と同じ活性層を同様に成長した。活性層成長後に、T
MGを10μmol/min.、TMAを5μmol/
min.、及びSiH4を10nmol/min.供給
し、30nmの厚さのAl0.15Ga0.85N変性防止層
(507)を成長する。その後、TMG、TMA、Si
4の供給を停止し、NH3とN2の雰囲気中で、基板温
度を再び1050℃に昇温する。
Next, TMA was added at 10 μmol / min. Additional
0.80μm thick Al 0.09Ga0.91N p
A mold cladding layer (504) is grown. Next, the provision of TMA
The supply was stopped, and the p-type GaN guide layer (5
05). Growth of p-type GaN guide layer (505)
Later, CpTwoStop supplying Mg and TMG, and reduce the substrate temperature.
When the temperature is lowered to 730 ° C. and the temperature is stabilized,
The same active layer as in No. 1 was similarly grown. After growing the active layer, T
MG at 10 μmol / min. , TMA at 5 μmol /
min. , And SiHFourIs 10 nmol / min. Supply
And a 30 nm thick Al0.15Ga0.85N modification prevention layer
Grow (507). Then, TMG, TMA, Si
HFourSupply of NH is stopped.ThreeAnd NTwoSubstrate temperature in the atmosphere
The temperature is again raised to 1050 ° C.

【0077】昇温後、TMGを50μmol/min.
とSiH4を供給し、n型GaNガイド層(508)を
0.1μm成長する。次に、TMAを10μmol/m
in.供給し、厚さ0.05μmのAl0.09Ga0.91
のn型クラッド層(509)を成長する。その後、TM
Aの供給を停止し、TMGとSiH4を供給し、n型G
aNコンタクト層(510)を0.5μm成長し、終了
後、TMGとSiH4の供給を停止して基板加熱を終了
する。
After the temperature was raised, TMG was added at 50 μmol / min.
And SiH 4 are supplied to grow an n-type GaN guide layer (508) by 0.1 μm. Next, TMA was added at 10 μmol / m.
in. Al 0.09 Ga 0.91 N with thickness of 0.05 μm supplied
The n-type cladding layer (509) is grown. Then, TM
A supply is stopped, TMG and SiH 4 are supplied, and n-type G
The aN contact layer (510) is grown to a thickness of 0.5 μm, and after completion, the supply of TMG and SiH 4 is stopped to end the heating of the substrate.

【0078】次に、この成長膜をフォトリソグラフィと
ドライエッチング技術により、表面からn型クラッド層
(509)表面までをエッチングし、幅3μmのリッジ
ストライプ型に作製し、リッジストライプ外部にSiO
2絶縁膜(511)を形成し、また、表面からp型Ga
Nコンタクト層に達する溝を作製した後、露出したp型
GaNコンタクト層にPd/Pt/Auよりなるp型電
極(512b)、n型GaNコンタクト層表面に接合す
るTi/Alよりなるn型電極(512a)を形成し
た。
Next, this growth film is etched from the surface to the surface of the n-type cladding layer (509) by photolithography and dry etching techniques to form a ridge stripe having a width of 3 μm.
2 An insulating film (511) is formed, and p-type Ga
After forming a groove reaching the N-contact layer, a p-type electrode (512b) made of Pd / Pt / Au is formed in the exposed p-type GaN contact layer, and an n-type electrode made of Ti / Al joined to the surface of the n-type GaN contact layer. (512a) was formed.

【0079】次に、GaN系結晶を劈開することによ
り、長さ650μmのレーザ共振器を形成した。レーザ
出射面側の共振器端面には、反射率12%のシリコン窒
化膜を形成し、反対側の共振器端面には70%の反射率
を有する酸化チタン膜と弗化マグネシウムの誘電体多層
膜を形成し、最後にスクライブによりチップ分割して、
レーザ素子を作製した。
Next, a laser resonator having a length of 650 μm was formed by cleaving the GaN-based crystal. A silicon nitride film having a reflectivity of 12% is formed on the end face of the cavity on the side of the laser emission surface, and a dielectric multilayer film of a titanium oxide film and magnesium fluoride having a reflectivity of 70% is formed on the end face of the opposite cavity. Is formed and finally divided into chips by scribing.
A laser device was manufactured.

【0080】このレーザ素子の特性を測定したところ、
低しきい値で、発光効率の高いレーザ連続発振が得られ
た。光出力35mWの室温での投入電力は、279.7
mWであった。本実施の形態の活性層の発光パターンも
ムラが無く、実施の形態1と同様に活性層の変性防止の
効果が見られた。 (実施の形態4)本実施の形態では、変性防止層のAl
組成を活性層およびp型ガイド層に近づくにつれて低減
させた窒化物系半導体レーザ素子を作製した結果につい
て説明する。本実施の形態の窒化物系半導体のレーザ素
子の製造法により作製した膜の断面図は、実施の形態1
の説明に用いた図1と同一のものである。
When the characteristics of this laser device were measured,
Laser continuous oscillation with high luminous efficiency was obtained at a low threshold. The input power at room temperature with an optical output of 35 mW is 279.7.
mW. The light emission pattern of the active layer of the present embodiment was not uneven, and the effect of preventing the active layer from being denatured was observed as in the first embodiment. (Embodiment 4) In the present embodiment, Al
A description will be given of a result of fabricating a nitride-based semiconductor laser device in which the composition is reduced as approaching the active layer and the p-type guide layer. A cross-sectional view of a film manufactured by the method for manufacturing a nitride-based semiconductor laser device of the present embodiment is shown in Embodiment 1.
This is the same as FIG. 1 used for the description.

【0081】図4は、本実施の形態の窒化物系半導体の
レーザ素子の製造法における変性防止層成長時の各原料
の供給量の経時変化を示す図である。変性防止層作製時
以外の成長方法は、実施の形態1と同様の方法である。
FIG. 4 is a diagram showing a change over time in the supply amount of each raw material during growth of the denaturation preventing layer in the method for manufacturing a nitride semiconductor laser device of the present embodiment. The growth method other than the time of forming the denaturation preventing layer is the same as that of the first embodiment.

【0082】活性層成長後に、成長温度はそのままで、
図4のように、TMGを10μmol/min.、Cp
2Mgを0.10nmol/min.、TMAを供給
し、30nmの厚さのAlGaN変性防止層(107)
を成長する。形成されたAlGaN変性防止層のAl組
成は、低いところで0.05、高いところで0.3であ
った。その後、TMAの供給を停止し、NH3とN2の雰
囲気中で、基板温度を再び1050℃に昇温する。
After growing the active layer, the growth temperature is
As shown in FIG. 4, TMG was added at 10 μmol / min. , Cp
2 Mg at 0.10 nmol / min. , TMA, and a 30 nm thick AlGaN anti-denaturation layer (107)
Grow. The Al composition of the formed AlGaN modification preventing layer was 0.05 at a low position and 0.3 at a high position. Thereafter, the supply of TMA is stopped, and the substrate temperature is raised again to 1050 ° C. in an atmosphere of NH 3 and N 2 .

【0083】昇温後、TMGを50μmol/min.
とCp2Mgを0.20nmol/min.供給し、p
型GaNガイド層(108)を0.1μm成長する。そ
の後は、実施の形態1と同様の方法で成長を行い、結晶
膜を処理し、レーザ素子を作製した。成長終了後は、実
施の形態1と同様の方法で成長結晶を処理し、レーザ素
子を作製した。
After the temperature was raised, TMG was added at 50 μmol / min.
And Cp 2 Mg at 0.20 nmol / min. Supply, p
A GaN guide layer (108) is grown to a thickness of 0.1 μm. Thereafter, growth was performed in the same manner as in Embodiment 1, the crystal film was processed, and a laser element was manufactured. After the growth was completed, the grown crystal was processed in the same manner as in Embodiment 1 to produce a laser device.

【0084】このレーザ素子の特性を測定したところ、
低しきい値で、発光効率の高いレーザ連続発振が得られ
た。光出力35mWの室温での投入電力:211.3m
Wであり、p型クラッド層のAl高混晶層のAl組成を
変化させない素子と比して、発光特性は向上しているこ
とを確認した。また、寿命特性も向上していた。これ
は、変性防止層のAl組成を活性層、および光ガイド層
に近い範囲では、小さくし、中間部分で大きくすること
で、活性層の劣化を防ぎ、なおかつ活性層と光ガイド層
に与える格子ひずみを抑えられ、原子の拡散を抑制する
効果が発揮された結果、投入電力−光出力の関係が良好
なものになったためと考えられる。
When the characteristics of this laser device were measured,
Laser continuous oscillation with high luminous efficiency was obtained at a low threshold. Input power at room temperature with an optical output of 35 mW: 211.3 m
It was W, and it was confirmed that the light emission characteristics were improved as compared with a device in which the Al composition of the Al-rich mixed crystal layer of the p-type cladding layer was not changed. Further, the life characteristics were also improved. This is because the Al composition of the denaturation preventing layer is reduced in the range close to the active layer and the light guide layer, and is increased in the middle part to prevent the active layer from deteriorating and to provide the active layer and the light guide layer with a lattice. This is probably because the effect of suppressing the strain and suppressing the diffusion of atoms was exerted, and as a result, the relationship between the input power and the optical output was improved.

【0085】また、本実施の形態では、活性層の障壁層
成長後に変性防止層を成長させているが、変性防止層の
成長は、井戸層形成後に行っても本実施の形態と同様の
効果があることを確認している。 (実施の形態5)本実施の形態では、クラッド層にIn
1-wGawN(0<w<1)クラック防止層を組込んだ窒
化物系半導体レーザ素子を作製した結果について説明す
る。図5は、本実施の形態の窒化物系半導体のレーザ素
子の製造法により作製した素子の断面図である。基板と
して、サファイア基板(101)を用い、その上にGa
Nバッファ層(102)、n型GaNコンタクト層(1
03)が形成される。その上にIn0.1Ga0.9Nクラッ
ク防止層(713)が形成される。クラック防止層の上
に、n型Al0.09Ga0.91Nクラッド層(104)が形
成され、その上に、n型GaNガイド層(105)、活
性層(106)、Al0.15Ga0.85N変性防止層(10
7)、p型GaNガイド層(108)、p型Al0.09
0.91Nクラッド層(109)が形成される。p型クラ
ッド層(109)の上にはp型GaNコンタクト層(1
10)が形成され、結晶成長の後に、SiO2絶縁膜
(111)、p型電極(112a)、n型電極(112
b)が形成される。
Further, in this embodiment, the denaturation preventing layer is grown after the barrier layer of the active layer is grown. However, the growth of the denaturation preventing layer can be performed after the formation of the well layer, and the same effect as in this embodiment can be obtained. Make sure there is. (Embodiment 5) In this embodiment, the cladding layer is formed of In.
1-w Ga w N (0 <w <1) incorporating an anti-cracking layer on results of fabricating a nitride-based semiconductor laser device will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view of a device manufactured by the method for manufacturing a nitride-based semiconductor laser device of the present embodiment. A sapphire substrate (101) was used as a substrate, and Ga
N buffer layer (102), n-type GaN contact layer (1
03) is formed. An In 0.1 Ga 0.9 N crack preventing layer (713) is formed thereon. An n-type Al 0.09 Ga 0.91 N clad layer (104) is formed on the crack prevention layer, and an n-type GaN guide layer (105), an active layer (106), and an Al 0.15 Ga 0.85 N modification prevention layer are formed thereon. (10
7), p-type GaN guide layer (108), p-type Al 0.09 G
a 0.91 N cladding layer (109) is formed. A p-type GaN contact layer (1) is formed on the p-type cladding layer (109).
10) is formed, and after crystal growth, an SiO 2 insulating film (111), a p-type electrode (112a), and an n-type electrode (112) are formed.
b) is formed.

【0086】n型コンタクト層の形成までは、実施の形
態1の方法と同様である。n型コンタクト層形成後、次
に、TMAの供給を停止して、SiH4を5.0nmo
l/min.、TMGを10μmol/min.、TM
Iを50μmol/min.供給し、In0.2Ga0.8
からなるIn0.1Ga0.9Nクラック防止層(713)を
0.1μmの厚さになるように成長した。その後、TM
Aを10μmol/min.追加供給し、厚さ0.80
μmのAl0.09Ga0.91Nのn型クラッド層(104)
を成長する。後の工程は、実施の形態1と同様の方法で
n型GaNガイド層(105)、活性層(106)、A
0.15Ga0.85N変性防止層(107)、p型GaNガ
イド層(108)、p型Al0.09Ga0.91Nクラッド層
(109)、p型GaNコンタクト層(110)の成長
を行い、結晶膜を処理し、レーザ素子を作製した。
The steps up to the formation of the n-type contact layer are the same as in the method of the first embodiment. After the formation of the n-type contact layer, next, the supply of TMA is stopped, and the SiH 4 is changed to 5.0 nmo.
1 / min. , TMG at 10 μmol / min. , TM
I at 50 μmol / min. Supply In 0.2 Ga 0.8 N
Consisting In 0.1 Ga 0.9 N anti-cracking layer (713) grown to a thickness of 0.1 [mu] m. Then, TM
A at 10 μmol / min. Additional supply, 0.80 thickness
μm Al 0.09 Ga 0.91 N n-type cladding layer (104)
Grow. Subsequent steps are performed in the same manner as in the first embodiment, and the n-type GaN guide layer (105), the active layer (106),
l 0.15 Ga 0.85 N denaturation preventing layer (107), p-type GaN guide layer (108), p-type Al 0.09 Ga 0.91 N cladding layer (109), the growth of the p-type GaN contact layer (110), a crystal film After processing, a laser element was manufactured.

【0087】このレーザ素子の特性を測定したところ、
低しきい値で、発光効率の高いレーザ連続発振が得られ
た。光出力35mWの投入電力は、203.5mWであ
り、また、寿命特性も向上していた。本実施の形態の活
性層の発光パターンもムラが無く、実施の形態1と同様
に活性層の変性防止の効果が見られた。
When the characteristics of this laser device were measured,
Laser continuous oscillation with high luminous efficiency was obtained at a low threshold. The input power at an optical output of 35 mW was 203.5 mW, and the life characteristics were also improved. The light emission pattern of the active layer of the present embodiment was not uneven, and the effect of preventing the active layer from being denatured was observed as in the first embodiment.

【0088】本実施の形態のように、Al0.15Ga0.85
N変性防止層が具備された発光素子に、クラック防止層
を導入した場合、光出力35mWに必要とされる投入電
力は減少していた。この原因は、クラック防止層によっ
て、歪が減少したことで、原子の拡散を促進する要因が
減り、活性層の結晶性が向上し、変性防止の効果が高ま
ったためと考えられる。
As in this embodiment, Al 0.15 Ga 0.85
When a crack preventing layer was introduced into a light emitting device provided with an N-denaturation preventing layer, the input power required for a light output of 35 mW was reduced. It is considered that the reason for this is that the crack preventing layer reduces the strain, thereby reducing the factors promoting the diffusion of atoms, improving the crystallinity of the active layer, and increasing the effect of preventing denaturation.

【0089】本実施の形態においては、クラック防止層
の挿入位置は、n型コンタクト層とn型クラッド層の間
であるが、その他に、n型コンタクト中、n型クラッド
層中、ないしはn型クラッド層とn型ガイド層の間で
も、本実施の形態と同様の効果が得られる。また、挿入
箇所も1つに限定されない。また、p型コンタクト層か
ら成長する場合、クラック防止層の挿入位置は、p型コ
ンタクト層とp型クラッド層の間、p型コンタクト中、
p型クラッド層中、ないしはp型クラッド層とp型ガイ
ド層の間でも、本実施の形態と同様の効果が得られる。 (実施の形態6)本実施の形態では、成長用基板として
GaN基板を用いて、本発明を適用して窒化物系半導体
レーザ素子を作製した結果について説明する。図11
は、本実施の形態の窒化物系半導体のレーザ素子の製造
法により作製した素子の断面図である。基板として、n
型GaN基板(801)を用い、その上にn型GaN層
(802)、n型Al0.09Ga0.91Nクラッド層(80
3)が形成される。n型Al 0.09Ga0.91Nクラッド層
(803)の上に、n型GaNガイド層(804)、活
性層(805)、Al0.3Ga0.7N変性防止層(80
6)、p型GaNガイド層(807)、p型Al0.09
0.91Nクラッド層(808)が形成される。p型Al
0.09Ga0.91Nクラッド層(808)の上にはp型Ga
Nコンタクト層(809)が形成され、結晶成長の後
に、SiO2絶縁膜(810)、p型電極(811
a)、n型電極(811b)が形成される。
In this embodiment, the crack preventing layer
Is inserted between the n-type contact layer and the n-type cladding layer.
However, in addition, during the n-type contact, the n-type clad
Between the layers or between the n-type cladding layer and the n-type guide layer
Also, the same effects as in the present embodiment can be obtained. Also insert
The location is not limited to one. In addition, the p-type contact layer
When growing from a p-type core,
Between the contact layer and the p-type cladding layer, during the p-type contact,
In the p-type cladding layer, or between the p-type cladding layer and the p-type cladding layer.
The same effect as in the present embodiment can be obtained between the layers. (Embodiment 6) In this embodiment, a growth substrate is used.
Using a GaN substrate and applying the present invention, a nitride semiconductor
The result of manufacturing a laser device will be described. FIG.
Is the manufacture of the nitride semiconductor laser device of the present embodiment.
It is sectional drawing of the element manufactured by the method. As a substrate, n
GaN substrate (801) and an n-type GaN layer
(802), n-type Al0.09Ga0.91N clad layer (80
3) is formed. n-type Al 0.09Ga0.91N cladding layer
On top of (803), an n-type GaN guide layer (804)
Layer (805), Al0.3Ga0.7N modification preventing layer (80
6), p-type GaN guide layer (807), p-type Al0.09G
a0.91An N cladding layer (808) is formed. p-type Al
0.09Ga0.91On the N cladding layer (808), p-type Ga
An N contact layer (809) is formed and after crystal growth
And SiOTwoInsulating film (810), p-type electrode (811
a), an n-type electrode (811b) is formed.

【0090】本実施の形態で使用したMOCVD装置の
概略図は、実施の形態1の説明に用いた図2と同一のも
のである。基板として(0001)面を有するn型Ga
N基板を用い、窒化物系半導体層を成長していく。
The schematic diagram of the MOCVD apparatus used in the present embodiment is the same as that shown in FIG. 2 used for describing the first embodiment. N-type Ga having (0001) plane as substrate
Using an N substrate, a nitride-based semiconductor layer is grown.

【0091】まず、n型GaN基板(801)を洗浄し
て、結晶成長装置内に設置する。基板は、NH3雰囲気
中1050℃まで昇温し、TMGを50μmol/mi
n.とSiH4ガスを10nmol/min.供給して
n型GaN層(802)を4μm成長する。
First, the n-type GaN substrate (801) is washed and set in a crystal growth apparatus. The substrate was heated to 1050 ° C. in an NH 3 atmosphere, and TMG was added at 50 μmol / mi.
n. And SiH 4 gas at 10 nmol / min. Then, the n-type GaN layer (802) is grown by 4 μm.

【0092】次に、TMAを10μmol/min.追
加供給し、厚さ0.80μmのn型n型Al0.09Ga
0.91Nクラッド層(803)を成長する。次に、TMA
の供給を停止し、0.1μm厚さのn型GaNガイド層
の製造(804)を行う。n型GaNガイド層(80
4)成長後、SiH4とTMGの供給を停止し、基板の
温度を730℃まで低下させ、実施の形態1の場合と同
様にして活性層を成長した。活性層成長後に、TMGを
10μmol/min.、TMAを9μmol/mi
n.、及びCp2Mgを0.10nmol/min.供
給し、30nmの厚さのAl0.3Ga0.7N変性防止層
(806)を成長する。
Next, TMA was added at 10 μmol / min. Additional supply, n-type n-type Al 0.09 Ga 0.80 μm thick
A 0.91 N cladding layer (803) is grown. Next, TMA
Is stopped and an n-type GaN guide layer having a thickness of 0.1 μm is manufactured (804). n-type GaN guide layer (80
4) After the growth, the supply of SiH 4 and TMG was stopped, the temperature of the substrate was lowered to 730 ° C., and an active layer was grown in the same manner as in the first embodiment. After growing the active layer, TMG was added at 10 μmol / min. , TMA at 9 μmol / mi
n. , And Cp 2 Mg at 0.10 nmol / min. Then, a 30 nm thick Al 0.3 Ga 0.7 N anti-denaturation layer (806) is grown.

【0093】その後、TMG、TMA、Cp2Mgの供
給を停止し、基板温度を再び1050℃に昇温する。昇
温後、TMGを50μmol/min.とCp2Mgを
0.20nmol/min.供給し、p型GaNガイド
層(807)を0.1μm成長する。次に、TMAを1
0μmol/min.追加供給し、厚さ0.80μmの
p型Al0.09Ga0.91Nクラッド層(808)を成長す
る。成長終了後、TMAの供給を停止し、TMGとCp
2Mgを供給し、p型GaNコンタクト層(809)を
0.1μm成長し、終了後、TMGとCp2Mgの供給
を停止して基板加熱を終了する。
Thereafter, the supply of TMG, TMA and Cp 2 Mg is stopped, and the substrate temperature is raised to 1050 ° C. again. After the temperature was raised, TMG was added at 50 μmol / min. And Cp 2 Mg at 0.20 nmol / min. Then, a p-type GaN guide layer (807) is grown by 0.1 μm. Next, TMA is set to 1
0 μmol / min. An additional supply is performed to grow a p-type Al 0.09 Ga 0.91 N cladding layer (808) having a thickness of 0.80 μm. After the growth is completed, supply of TMA is stopped, and TMG and Cp are stopped.
2 Mg is supplied, the p-type GaN contact layer (809) is grown to 0.1 μm, and after completion, the supply of TMG and Cp 2 Mg is stopped to end the substrate heating.

【0094】次に、この成長膜をフォトリソグラフィと
ドライエッチング技術により、GaN系の結晶の<1−
100>方向に平行に、表面からp型クラッド層(80
8)表面までをエッチングし、幅1.6μmのリッジス
トライプ型に作製し、リッジストライプ外部にTiO2
絶縁膜(810)を形成し、また、n型GaN基板裏面
にTi/Alよりなるn型電極(811b)、p型Ga
Nコンタクト層表面に接合するPd/Auからなるp型
電極(811a)を形成した。
Next, this grown film is subjected to photolithography and dry etching techniques to make the GaN-based crystal <1--1.
100> in parallel with the p-type cladding layer (80
8) Etching up to the surface to form a ridge stripe type having a width of 1.6 μm and TiO 2 outside the ridge stripe
An insulating film (810) is formed, and an n-type electrode (811b) made of Ti / Al and a p-type Ga
A p-type electrode (811a) made of Pd / Au was formed on the surface of the N-contact layer.

【0095】次に、(1−100)面にて、GaN系結
晶を劈開することにより、長さ500μmのレーザ共振
器を形成した。光出射側の共振器端面に反射率12%の
シリコン窒化膜を形成し、反対側の共振器端面には70
%の反射率を有する酸化チタン膜と弗化マグネシウムの
誘電体多層膜を、形成し、最後にスクライブによりチッ
プ分割して、レーザ素子を作製した。
Next, a laser resonator having a length of 500 μm was formed by cleaving the GaN-based crystal on the (1-100) plane. A silicon nitride film having a reflectance of 12% is formed on the end face of the resonator on the light emission side, and 70 nm is formed on the end face of the opposite resonator.
%, A dielectric multilayer film of a titanium oxide film and a magnesium fluoride film having a reflectivity of 5% was formed, and finally a chip was divided by scribing to produce a laser device.

【0096】このように作製されたレーザ素子の特性を
測定したところ、光出力35mWの室温での投入電力は
191.3mWであった。本実施の形態の活性層の発光
パターンもムラが無く、実施の形態1と同様に活性層の
変性防止の効果が見られた。
When the characteristics of the laser device thus manufactured were measured, the applied power at room temperature with an optical output of 35 mW was 191.3 mW. The light emission pattern of the active layer of the present embodiment was not uneven, and the effect of preventing the active layer from being denatured was observed as in the first embodiment.

【0097】本実施の形態では、GaN基板を用いるこ
とで、n電極作製のためのエッチング工程がなくなり、
また基板と素子の劈開方向が同一なので、チップの切り
出しが容易になり、歩留まりが大幅に向上する。 (実施の形態7)本実施の形態の窒化物系半導体のレー
ザ素子の製造法により作製したレーザ素子の断面図は、
実施の形態1の説明に用いた図1と同様のものであり、
これを流用して説明する。本実施の形態で使用したMO
CVD装置の概略図は、実施の形態1の説明に用いた図
2と同一のものである。本実施の形態の窒化物系半導体
のレーザ素子の製造法における変性防止層成長時の各原
料の供給量の経時変化を示す図は、図6に示す実施の形
態1のものと同様である。実施の形態1との違いは活性
層の材料が異なる点である。
In this embodiment, the use of a GaN substrate eliminates the need for an etching step for producing an n-electrode.
Further, since the cleavage directions of the substrate and the element are the same, chip cutting becomes easy, and the yield is greatly improved. (Embodiment 7) A cross-sectional view of a laser device manufactured by a method for manufacturing a nitride semiconductor laser device of this embodiment is shown in FIG.
It is the same as FIG. 1 used in the description of the first embodiment,
This will be described using this. MO used in this embodiment
The schematic diagram of the CVD apparatus is the same as FIG. 2 used for describing the first embodiment. FIG. 6 is a diagram showing a change with time in the supply amount of each raw material during the growth of the denaturation preventing layer in the method for manufacturing a nitride semiconductor laser device of the present embodiment, which is the same as that of the first embodiment shown in FIG. The difference from the first embodiment is that the material of the active layer is different.

【0098】活性層成長前までは、実施の形態1の方法
と同様である。n型GaNガイド層(105)成長後、
SiH4とTMGの供給を停止し、基板の温度を730
℃まで低下させ、温度が安定すると、TMGを10μm
ol/min.、TMIを10μmol/min.で供
給し、In0.05Ga0.95Nからなる活性層の障壁層を5
nmの厚さになるように成長した。活性層成長時には、
SiH4を10nmol/min.程度流しても良い。
その後、TMGを10μmol/min.、TMIを5
0μmol/min.、AsH3を10nmol/mi
n.供給し、In0.1Ga0.90.95As0.05からなる活
性層の井戸層を3nmの厚さになるように成長した。そ
の後、TMIを10μmol/min.に変更し、In
0.05Ga 0.95Nからなる活性層の障壁層を5nmの厚さ
になるように成長した。この活性層となる障壁層と井戸
層の成長を繰り返し、3層の多重量子井戸層を成長した
後、最後に障壁層を成長して活性層(106)の成長を
終了する。活性層成長後に、TMGを10μmol/m
in.、TMAを5μmol/min.、及びCp 2
gを0.10nmol/min.供給し、15nmの厚
さのAl0.4Ga0.6N変性防止層(107)を成長す
る。その後、TMG、TMA、AsH3、Cp2Mgの供
給を停止し、NH3とN2の雰囲気中で、基板温度を再び
1050℃に昇温する。その後は、実施の形態1と同様
の方法で成長を続け、その後の素子化工程を経て、レー
ザ素子を作製した。
Before the growth of the active layer, the method of the first embodiment is used.
Is the same as After growing the n-type GaN guide layer (105),
SiHFourAnd supply of TMG are stopped, and the temperature of the substrate is reduced to 730.
° C, and when the temperature stabilizes, TMG
ol / min. , TMI of 10 μmol / min. With
Pay, In0.05Ga0.95The barrier layer of the active layer made of N is 5
It was grown to a thickness of nm. When growing the active layer,
SiHFourIs 10 nmol / min. It may flow to the extent.
Thereafter, TMG was added at 10 μmol / min. , TMI to 5
0 μmol / min. , AsHThreeTo 10 nmol / mi
n. Supply, In0.1Ga0.9N0.95As0.05Activity consisting of
The well layer of the active layer was grown to a thickness of 3 nm. So
After that, TMI was added at 10 μmol / min. To In
0.05Ga 0.95The barrier layer of the active layer made of N is 5 nm thick.
Grew to be. Barrier layer and well to be active layer
Layer growth was repeated, and three multiple quantum well layers were grown.
Later, a barrier layer is finally grown to grow the active layer (106).
finish. After growing the active layer, TMG was added at 10 μmol / m
in. , TMA at 5 μmol / min. , And Cp TwoM
g of 0.10 nmol / min. Supply, 15nm thickness
Al of SA0.4Ga0.6Growing N-denaturation preventing layer (107)
You. Then, TMG, TMA, AsHThree, CpTwoOffer of Mg
Stop feeding, NHThreeAnd NTwoSubstrate temperature again in the atmosphere of
Raise the temperature to 1050 ° C. After that, the same as in the first embodiment
The growth is continued by the method of
The device was manufactured.

【0099】このように作製されたレーザ素子の特性を
測定したところ、光出力35mWの室温での投入電力は
178.8mWであった。活性層からの発光パターンを
観察したところ、変性防止層を設けない場合のようなム
ラが見られなかった。 (実施の形態8)本実施の形態においては、実施の形態
1ないし7における活性層中の井戸層と障壁層に不純物
Siの代わりに1×1020/cm3のCが添加された。
このように、井戸層と障壁層において不純物Siの代わ
りにCを用いた場合にも、各実施の形態同様、活性層変
性防止同様の効果が得られた。 (実施の形態9)本実施の形態においては、実施の形態
1ないし7における活性層に含まれる井戸層と障壁層が
5周期のGaN0.980.02井戸層(厚さ2nm)/Al
0.01In 0.06Ga0.93N障壁層(厚さ4nm)に変更さ
れたが、それぞれの各実施の形態同様、活性層変性防止
同様の効果が得られた。 (実施例の形態10)本実施の形態においては、実施の
形態1ないし9における活性層に含まれる井戸層と障壁
層が10周期のGaN0.95Sb0.05井戸層(厚さ0.4
nm)/GaN障壁層(厚さ1nm、Al濃度5×10
18/cm3)に変更されたが、それぞれの各実施の形態
同様、活性層変性防止同様の効果が得られた。 (実施例の形態11)本実施の形態においては、実施の
形態1ないし9における活性層に含まれる井戸層と障壁
層が2周期のGaN0.97As0.03井戸層(厚さ6nm)
/In0.04Al0.02Ga0.940.990.01障壁層(厚さ
6nm)に変更されたが、それぞれの各実施の形態同
様、活性層変性防止同様の効果が得られた。 (実施例の形態12)本実施の形態においては、実施の
形態1ないし9における活性層に含まれる井戸層と障壁
層が4周期のGaN0.98As0.02井戸層(厚さ4nm)
/Al0.01Ga0.990.99As0.01障壁層(厚さ10n
m)に変えられたが、それぞれの実施例と同様の効果が
得られた。 (実施例の形態13)本実施の形態においては、実施の
形態1ないし9における活性層に含まれる井戸層と障壁
層が3周期のGaN0.970.03井戸層(厚さ18nm)
/Al0.01Ga0.990.980.02障壁層(厚さ20n
m)に変えられたが、それぞれの実施例と同様の効果が
得られた。 (実施例の形態14)本実施の形態においては、実施の
形態1ないし9における活性層に含まれる井戸層と障壁
層が3周期のGaN0.970.03井戸層(厚さ5nm)/
Al0.1Ga0 .90.940.06障壁層(厚さ5nm)に変
えられた。変性防止層が、Al0.4Ga0.55In0.05
(すなわち、Inの組成はAl組成の1/8)に変更さ
れたが、それぞれの実施例と同様の効果が得られた。 (実施例の形態15)本実施の形態においては、実施の
形態1ないし9における活性層に含まれる井戸層と障壁
層が3周期のIn0.05Ga0.950.980.02井戸層(厚
さ4nm)/Al0.01In0.06Ga0.93N障壁層(8n
m)に代えられたが、それぞれの実施例と同様の効果が
得られた。 (実施例の形態16)本実施の形態においては、実施の
形態1ないし9における活性層に含まれる井戸層と障壁
層が5周期のIn0.1Ga0.90.94As0.06井戸層(2
nm)/Al 0.01In0.06Ga0.93N障壁層(4nm)
に代えられたが、それぞれの実施例と同様の効果が得ら
れた。 (実施例の形態17)本実施の形態においては、実施の
形態1ないし9における活性層に含まれる井戸層と障壁
層が5周期のAl0.01In0.1Ga0.890.94As0.06
井戸層(2nm)/Al0.01In0.06Ga0.93N障壁層
(4nm)に代えられたが、それぞれの実施例と同様の
効果が得られた。 (実施例の形態18)本実施の形態においては、実施の
形態1ないし9における活性層に含まれる井戸層と障壁
層が5周期のAl0.01In0.05Ga0.940.960.04
戸層(4nm)/Al0.01In0.06Ga0.93N障壁層
(8nm)に代えられたが、それぞれの実施例と同様の
効果が得られた。
The characteristics of the laser device thus manufactured are
As a result of measurement, the input power at room temperature with an optical output of 35 mW is
178.8 mW. The light emission pattern from the active layer
Observation revealed that the mud looks like a case without a denaturation prevention layer.
La could not be seen. (Embodiment 8) In this embodiment, the embodiment
Impurities in the well layer and barrier layer in the active layer in 1 to 7
1 × 10 instead of Si20/ CmThreeOf C was added.
As described above, the well layer and the barrier layer substitute for the impurity Si.
In the case where C is used instead of the active layer, as in each embodiment, the active layer is changed.
The same effect was obtained as in the case of the prevention of the property. (Embodiment 9) In this embodiment, the embodiment 9
The well layer and the barrier layer included in the active layer in 1 to 7 are
Five-period GaN0.98P0.02Well layer (2 nm thick) / Al
0.01In 0.06Ga0.93Changed to N barrier layer (4nm thickness)
However, as in the respective embodiments, the active layer is prevented from being denatured.
Similar effects were obtained. (Embodiment 10) In this embodiment,
Well layer and barrier included in active layer according to modes 1 to 9
GaN with 10 layers0.95Sb0.05Well layer (thickness 0.4
nm) / GaN barrier layer (thickness 1 nm, Al concentration 5 × 10
18/ CmThree), But each of the embodiments
Similarly, the same effect as the prevention of denaturation of the active layer was obtained. (Embodiment 11) In this embodiment,
Well layer and barrier included in active layer according to modes 1 to 9
GaN with two layers0.97As0.03Well layer (6 nm thick)
/ In0.04Al0.02Ga0.94N0.99P0.01Barrier layer (thickness
6 nm), but the same in each embodiment.
As a result, the same effect as that of the modification of the active layer was obtained. (Embodiment 12) In the present embodiment,
Well layer and barrier included in active layer according to modes 1 to 9
GaN with 4 layers0.98As0.02Well layer (4 nm thick)
/ Al0.01Ga0.99N0.99As0.01Barrier layer (thickness 10n)
m), but the same effect as in each embodiment is obtained.
Obtained. (Embodiment 13) In the present embodiment,
Well layer and barrier included in active layer according to modes 1 to 9
GaN with three layers0.97P0.03Well layer (18 nm thick)
/ Al0.01Ga0.99N0.98P0.02Barrier layer (thickness 20n)
m), but the same effect as in each embodiment is obtained.
Obtained. (Embodiment 14) In the present embodiment,
Well layer and barrier included in active layer according to modes 1 to 9
GaN with three layers0.97P0.03Well layer (5 nm thick) /
Al0.1Ga0 .9N0.94P0.06Change to barrier layer (5nm thickness)
I got it. The denaturation preventing layer is made of Al0.4Ga0.55In0.05N
(That is, the composition of In is changed to 1/8 of the Al composition).
However, effects similar to those of the respective examples were obtained. (Embodiment 15) In the present embodiment,
Well layer and barrier included in active layer according to modes 1 to 9
The layer has three periods of In.0.05Ga0.95N0.98P0.02Well layer (thick
4 nm) / Al0.01In0.06Ga0.93N barrier layer (8n
m), but the same effect as in each embodiment is obtained.
Obtained. (Embodiment 16) In the present embodiment,
Well layer and barrier included in active layer according to modes 1 to 9
The layer has five periods of In.0.1Ga0.9N0.94As0.06Well layer (2
nm) / Al 0.01In0.06Ga0.93N barrier layer (4 nm)
However, the same effects as in the respective embodiments can be obtained.
Was. (Embodiment 17) In the present embodiment,
Well layer and barrier included in active layer according to modes 1 to 9
5 layers of Al0.01In0.1Ga0.89N0.94As0.06
Well layer (2 nm) / Al0.01In0.06Ga0.93N barrier layer
(4 nm), but the same as in each example
The effect was obtained. (Embodiment 18) In the present embodiment,
Well layer and barrier included in active layer according to modes 1 to 9
5 layers of Al0.01In0.05Ga0.94N0.96P0.04well
Door layer (4 nm) / Al0.01In0.06Ga0.93N barrier layer
(8 nm), but the same as in each example
The effect was obtained.

【0100】[0100]

【発明の効果】上記のように、本発明を適用すること
で、発光層の劣化が無く、発光効率が高い窒化物系半導
体の発光素子を製造することができた。
As described above, by applying the present invention, it is possible to manufacture a nitride-based semiconductor light-emitting device having high luminous efficiency without deterioration of the light-emitting layer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施の形態1の窒化物系半導体のレーザ素子の
製造法により作製した素子の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a device manufactured by a method of manufacturing a nitride-based semiconductor laser device according to a first embodiment.

【図2】本発明の窒化物系半導体のレーザ素子の製造に
用いたMOCVD装置の概略図である。
FIG. 2 is a schematic view of an MOCVD apparatus used for manufacturing a nitride semiconductor laser device of the present invention.

【図3】実施の形態3の窒化物系半導体のレーザ素子の
製造法により作製した素子の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a device manufactured by a method of manufacturing a nitride-based semiconductor laser device according to a third embodiment;

【図4】実施の形態4の窒化物系半導体のレーザ素子の
製造法における変性防止層成長時の各原料の供給量の経
時変化を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a change over time in the supply amount of each raw material during growth of a denaturation preventing layer in the method for manufacturing a nitride-based semiconductor laser device according to the fourth embodiment.

【図5】実施の形態5の窒化物系半導体のレーザ素子の
製造法により作製した素子の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a device manufactured by a method of manufacturing a nitride-based semiconductor laser device according to a fifth embodiment;

【図6】実施の形態1の窒化物系半導体のレーザ素子の
製造法の活性層近傍の成長温度プロファイルを示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing a growth temperature profile near an active layer in the method for manufacturing a nitride semiconductor laser device of the first embodiment.

【図7】実施の形態2の窒化物系半導体のレーザ素子の
製造法の活性層近傍の成長温度プロファイルを示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing a growth temperature profile near an active layer in the method for manufacturing a nitride semiconductor laser device of the second embodiment.

【図8】実施の形態2の窒化物系半導体のレーザ素子の
製造法の活性層近傍の成長温度プロファイルを示す図で
ある。
FIG. 8 is a diagram showing a growth temperature profile near an active layer in the method for manufacturing a nitride-based semiconductor laser device of the second embodiment.

【図9】実施の形態2の窒化物系半導体のレーザ素子の
製造法の活性層近傍の成長温度プロファイルを示す図で
ある。
FIG. 9 is a diagram showing a growth temperature profile near an active layer in the method for manufacturing a nitride-based semiconductor laser device of the second embodiment.

【図10】実施の形態2の窒化物系半導体のレーザ素子
の製造法の活性層近傍の成長温度プロファイルを示す図
である。
FIG. 10 is a diagram showing a growth temperature profile near an active layer in the method for manufacturing a nitride semiconductor laser device of the second embodiment.

【図11】実施の形態6の窒化物系半導体のレーザ素子
の製造法により作製した素子の断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view of an element manufactured by the method for manufacturing a nitride-based semiconductor laser element according to the sixth embodiment.

【図12】実施の形態1の窒化物系半導体のレーザ素子
の製造法により作製した素子およびその比較例素子の活
性層からの発光パターンを示した図である。(a)が比
較例素子、(b)が実施の形態1の素子の発光パターン
である。
FIG. 12 is a diagram showing a light emitting pattern from an active layer of a device manufactured by the method for manufacturing a nitride-based semiconductor laser device of the first embodiment and a comparative example device. (A) is a light emitting pattern of the comparative example device, and (b) is a light emitting pattern of the device of the first embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…サファイア基板 102…GaNバッファ層 103…n型GaNコンタクト層 104…n型Al0.09Ga0.91Nクラッド層 105…n型GaNガイド層 106…活性層 107…Al0.15Ga0.85N変性防止層 108…p型GaNガイド層 109…p型Al0.09Ga0.91Nクラッド層 110…p型GaNコンタクト層 111…SiO2絶縁膜 112a…p型電極 112b…n型電極 502…GaNバッファ層 503…p型GaNコンタクト層 504…p型Al0.09Ga0.91Nクラッド層 505…p型GaNガイド層 506…活性層 507…Al0.15Ga0.85N変性防止層 508…n型GaNガイド層 509…n型Al0.09Ga0.91Nクラッド層 510…n型GaNコンタクト層 511…SiO2絶縁膜 512a…n型電極 512b…p型電極 713…In0.1Ga0.9Nクラック防止層 801…GaN基板 802…n型GaN層 803…n型Al0.09Ga0.91Nクラッド層 804…n型GaNガイド層 805…活性層 806…Al0.3Ga0.7N変性防止層 807…p型GaNガイド層 808…p型Al0.09Ga0.91Nクラッド層 809…p型GaNコンタクト層 810…TiO2絶縁膜 811a…p型電極 811b…n型電極Reference Signs List 101 sapphire substrate 102 GaN buffer layer 103 n-type GaN contact layer 104 n-type Al 0.09 Ga 0.91 N cladding layer 105 n-type GaN guide layer 106 active layer 107 Al 0.15 Ga 0.85 N degeneration preventing layer 108 p-type GaN guide layer 109 ... p-type Al 0.09 Ga 0.91 n cladding layer 110 ... p-type GaN contact layer 111 ... SiO 2 insulating film 112a ... p-type electrode 112b ... n-type electrode 502 ... GaN buffer layer 503 ... p-type GaN contact Layer 504: p-type Al 0.09 Ga 0.91 N cladding layer 505: p-type GaN guide layer 506: active layer 507: Al 0.15 Ga 0.85 N modification preventing layer 508: n-type GaN guide layer 509: n-type Al 0.09 Ga 0.91 N cladding Layer 510: n-type GaN contact layer 511: SiO 2 insulating film 512a: n-type electrode 512b ... p-type electrode 713 ... In 0.1 Ga 0.9 N crack prevention layer 801 ... GaN substrate 802 ... n-type GaN layer 803 ... n-type Al 0.09 Ga 0.91N clad layer 804 ... n-type GaN guide layer 805 ... Active layer 806 ... Al 0.3 Ga 0.7 N anti-denaturation layer 807 p-type GaN guide layer 808 p-type Al 0.09 Ga 0.91 N clad layer 809 p-type GaN contact layer 810 TiO 2 insulating film 811 a p-type electrode 811 b n-type electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津田 有三 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Fターム(参考) 5F045 AA02 AA04 AA05 AB17 AC08 AC19 AD10 AD11 AD12 AD13 AF03 AF04 AF09 CA11 CA12 DA53 DA54 DA55 5F073 AA42 AA45 AA74 BA04 CA07 CB02 DA05 DA24 DA31 EA23 EA28  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Yuzo Tsuda 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka F-term (reference) 5F045 AA02 AA04 AA05 AB17 AC08 AC19 AD10 AD11 AD12 AD13 AF03 AF04 AF09 CA11 CA12 DA53 DA54 DA55 5F073 AA42 AA45 AA74 BA04 CA07 CB02 DA05 DA24 DA31 EA23 EA28

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に、第1導電型窒化物系半導体層
を成長する第1の工程と、N以外のV族元素を構成元素
として含む窒化物系半導体を有する発光層を温度T1を
含む成長温度で成長する第2の工程と、AlaGa1-a
(0.05≦a≦1)からなる変性防止層を温度T2を
含む成長温度で成長する第3の工程と、第2導電型窒化
物系半導体層を温度T3(T1<T3,T2<T3)を
含む成長温度で成長する第3の工程とを、この順に有す
ることを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
1. A first step of growing a nitride semiconductor layer of a first conductivity type on a substrate, and a step of growing a light emitting layer having a nitride semiconductor containing a group V element other than N as a constituent element at a temperature T1. A second step of growing at a growth temperature including Al a Ga 1-a N
A third step of growing a denaturation preventing layer made of (0.05 ≦ a ≦ 1) at a growth temperature including the temperature T2; and forming a second conductivity type nitride-based semiconductor layer at a temperature T3 (T1 <T3, T2 <T3). A) a third step of growing at a growth temperature including:
【請求項2】 前記発光層は、井戸層の厚さ0.4〜2
0nmの範囲内の量子井戸構造として形成されることを
特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子の製造方
法。
2. The light emitting layer according to claim 1, wherein said well layer has a thickness of 0.4 to 2
2. The method according to claim 1, wherein the semiconductor light emitting device is formed as a quantum well structure within a range of 0 nm.
【請求項3】 前記変性防止層は、膜厚が1〜200n
mであることを特徴とする請求項1または2のいずれか
に記載の半導体発光素子の製造方法。
3. The anti-denaturation layer has a thickness of 1 to 200 n.
3. The method according to claim 1, wherein m is m.
【請求項4】 前記N以外のV族元素は、Pであって、
前記T1は、670〜930℃であることを特徴とする
請求項1または2のいずれかに記載の半導体発光素子の
製造方法。
4. The group V element other than N is P,
3. The method according to claim 1, wherein the T1 is 670 to 930 ° C. 4.
【請求項5】 前記N以外のV族元素は、Asであっ
て、前記T1は、650〜900℃であることを特徴と
する請求項1または2のいずれかに記載の半導体発光素
子の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the group V element other than N is As, and the T1 is 650 to 900 ° C. Method.
【請求項6】 前記N以外のV族元素は、Sbであっ
て、前記T1は、650〜900℃であることを特徴と
する請求項1または2のいずれかに記載の半導体発光素
子の製造方法。
6. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the group V element other than N is Sb, and the T1 is 650 to 900 ° C. Method.
【請求項7】 前記T2は、T2≦T1+200℃であ
ることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載
の半導体発光素子の製造方法。
7. The method according to claim 1, wherein T2 satisfies T2 ≦ T1 + 200 ° C.
【請求項8】 前記変性防止層は、成長温度を上昇させ
ながら形成されることを特徴とする請求項1ないし7の
いずれかに記載の半導体発光素子の製造方法。
8. The method according to claim 1, wherein the denaturation preventing layer is formed while increasing a growth temperature.
【請求項9】 前記第2の工程の、前または後の少なく
ともいずれかに、成長中断期間が設けられることを特徴
とする請求項1ないし9のいずれかに記載の半導体発光
素子の製造方法。
9. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein a growth interruption period is provided at least before or after said second step.
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