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JPH09298343A - Gallium nitride based compound semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same - Google Patents

Gallium nitride based compound semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same

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Publication number
JPH09298343A
JPH09298343A JP4023897A JP4023897A JPH09298343A JP H09298343 A JPH09298343 A JP H09298343A JP 4023897 A JP4023897 A JP 4023897A JP 4023897 A JP4023897 A JP 4023897A JP H09298343 A JPH09298343 A JP H09298343A
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
conductivity type
type
etch stop
substrate
Prior art date
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Granted
Application number
JP4023897A
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Japanese (ja)
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JP3963233B2 (en
JPH09298343A5 (en
Inventor
Toshio Hata
俊雄 幡
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP4023897A priority Critical patent/JP3963233B2/en
Publication of JPH09298343A publication Critical patent/JPH09298343A/en
Publication of JPH09298343A5 publication Critical patent/JPH09298343A5/ja
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Publication of JP3963233B2 publication Critical patent/JP3963233B2/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the efficiency of an inner current restriction type and ridge waveguide type GaN compd. semiconductor light emitting devices by forming a dry etching stop layer of the same conductivity type as that of a clad layer on an active layer. SOLUTION: A low-resistance n-type 6H-SiC (0001) substrate 1 is set on a susceptor of a MOCVD apparatus which treats its surface and grows an n-type GaN buffer layer 2 on the substrate 1, an n-type AlGaN clad layer 3 on this buffer layer 2, a nondoped InGaN active layer 4, Mg-doped AlGaN clad layer 5, a Mg-doped InN etch stop layer 6 and an n-type GaN inner current restriction layer 7. The dry etching stop layer uses InN and its film thickness is most pref. 10-50 angstroms.

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、青色領域から紫外
光領域で発光可能な窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gallium nitride-based compound semiconductor light emitting device capable of emitting light in a blue region to an ultraviolet region and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】内部電流狭窄型及びリッジ導波路型の化
合物半導体発光素子を作製する際、各種化合物半導体層
を必要な厚さに精度よくエッチングしたり、あるいは必
要な成長層の表面を露出させるために選択的にエッチン
グしたりすることが必要である。
2. Description of the Related Art In manufacturing an internal current confinement type and a ridge waveguide type compound semiconductor light emitting device, various compound semiconductor layers are precisely etched to a required thickness or a required growth layer surface is exposed. Therefore, it is necessary to selectively etch.

【0003】従来のリッジ構造型の窒化ガリウム系化合
物半導体レーザの断面模式図を図19に示す。サファイ
ア基板100上に、GaNバッファ層101、n型Ga
N層102、n型In0.05Ga0.95Nクラッド層10
3、n型Al0.05Ga0.95Nクラッド層104、n型G
aN層105、InGaN多重量子井戸活性層106、
p型Al0.2Ga0.8N層107、p型GaN層108、
p型Al0.05Ga0.95Nクラッド層109、p型GaN
コンタクト層110が積層され、次に、p型Al0.05
0.95Nクラッド層109、p型GaNコンタクト層1
10をリッジ状にエッチングし、さらに、SiO2から
なる絶縁体膜111を形成する。最後に、p型電極1
0、n型電極11を形成されている。このような構造を
有した窒化ガリウム系化合物半導体レーザがAppl.
Phys.Lett.69(10),2 Septem
ber 1996 pp1477〜1479に記載され
ている。
FIG. 19 shows a schematic sectional view of a conventional ridge structure type gallium nitride compound semiconductor laser. On the sapphire substrate 100, a GaN buffer layer 101, n-type Ga
N layer 102, n-type In 0.05 Ga 0.95 N cladding layer 10
3, n-type Al 0.05 Ga 0.95 N cladding layer 104, n-type G
aN layer 105, InGaN multiple quantum well active layer 106,
p-type Al 0.2 Ga 0.8 N layer 107, p-type GaN layer 108,
p-type Al 0.05 Ga 0.95 N cladding layer 109, p-type GaN
A contact layer 110 is laminated, and then p-type Al 0.05 G
a 0.95 N cladding layer 109, p-type GaN contact layer 1
10 is etched into a ridge shape, and an insulator film 111 made of SiO 2 is further formed. Finally, p-type electrode 1
0 and n-type electrodes 11 are formed. A gallium nitride-based compound semiconductor laser having such a structure is described in Appl.
Phys. Lett. 69 (10), 2 Septem
ber 1996 pp1477-1479.

【0004】また、従来の電流狭窄構造の窒化ガリウム
系化合物半導体レーザの断面模式図を図20に示す。サ
ファイア基板200上に、GaNバッファ層201、n
型GaN層202、n型AlGaNクラッド層203、
ノンドープInGaN活性層204、p型AlGaNク
ラッド層205、n/p/n型の順に積層されたGaN
電流阻止層206を順次積層し、GaN電流阻止層20
6にストライプ溝を形成し、その溝を埋めるようにp型
GaNコンタクト層207を再成長させる。次に、p型
電極10、n型電極11を形成することによって窒化ガ
リウム系化合物半導体レーザが作製されている。このよ
うな構造を有した窒化ガリウム系化合物半導体レーザが
特開平8−107247号公報に記載されている。
FIG. 20 is a schematic sectional view of a conventional gallium nitride compound semiconductor laser having a current constriction structure. On the sapphire substrate 200, the GaN buffer layers 201, n
-Type GaN layer 202, n-type AlGaN cladding layer 203,
Non-doped InGaN active layer 204, p-type AlGaN cladding layer 205, and GaN laminated in the order of n / p / n-type
The current blocking layer 206 is sequentially stacked to form the GaN current blocking layer 20.
A stripe groove is formed in the groove 6, and the p-type GaN contact layer 207 is regrown so as to fill the groove. Next, a p-type electrode 10 and an n-type electrode 11 are formed to produce a gallium nitride-based compound semiconductor laser. A gallium nitride-based compound semiconductor laser having such a structure is described in JP-A-8-107247.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】GaAs系化合物半導
体層のエッチングの場合には、通常選択性に優れたウエ
ットエッチング法が用いられるが、GaN系化合物半導
体層の場合には適当なエッチング液がないため、通常ド
ライエッチングで行われる。しかし、ドライエッチング
ではGaN系化合物半導体層に対するエッチングの十分
な選択性を得ることが困難であり、内部電流狭窄型およ
びリッジ導波路型の半導体レーザを再現性よく作製する
ことが困難であった。
In the case of etching a GaAs type compound semiconductor layer, a wet etching method which is excellent in selectivity is usually used, but in the case of a GaN type compound semiconductor layer, there is no suitable etching solution. Therefore, dry etching is usually performed. However, it is difficult to obtain sufficient etching selectivity with respect to the GaN-based compound semiconductor layer by dry etching, and it is difficult to manufacture the internal current confinement type and ridge waveguide type semiconductor lasers with good reproducibility.

【0006】詳しく説明すると、図19に示したリッジ
導波路型の窒化ガリウム系化合物半導体レーザを作製す
る際、ドライエッチング法を用いてp型Al0.05Ga
0.95Nクラッド層及びp型GaNコンタクト層をリッジ
状に加工する際、p型Al0.05Ga0.95Nクラッド層の
途中でエッチングを停止させて、適当な膜厚を残存させ
る必要がある。しかし、適当な膜厚を残して制御良くエ
ッチングすることは、非常に困難であった。
More specifically, when the ridge waveguide type gallium nitride based compound semiconductor laser shown in FIG. 19 is manufactured, p-type Al 0.05 Ga is formed by dry etching.
When processing the 0.95 N clad layer and the p-type GaN contact layer into a ridge shape, it is necessary to stop etching in the middle of the p-type Al 0.05 Ga 0.95 N clad layer and leave an appropriate film thickness. However, it is very difficult to control etching with a proper film thickness.

【0007】また、図20に示した電流狭窄構造の窒化
ガリウム系化合物半導体レーザを作製する場合にも、G
aN電流阻止層とp型AlGaNクラッド層とを選択性
よくエッチングができないため、p型クラッド層の表面
を露出させるには、高度にエッチングを制御する必要が
あり、困難であった。また、電流狭窄型の場合には、ス
トライプ状に形成された溝をもつ状態で、MOCVD装
置内に再度導入し、ストライプ状の溝を埋めるようにp
型GaNコンタクト層を再成長させるため、p型GaN
コンタクト層とp型AlGaNクラッド層との再成長界
面によって高抵抗化し、窒化ガリウム系化合物半導体レ
ーザの直列抵抗が大きくなるため駆動電流及び窒化ガリ
ウム系化合物半導体レーザの信頼性が低下する。
Further, when the gallium nitride compound semiconductor laser having the current confinement structure shown in FIG.
Since the aN current blocking layer and the p-type AlGaN cladding layer cannot be etched with good selectivity, it is difficult to control the etching to a high degree to expose the surface of the p-type cladding layer. In the case of the current constriction type, with the groove formed in a stripe shape, it is re-introduced into the MOCVD apparatus, and p is filled so as to fill the stripe groove.
P-type GaN for regrowth of the p-type GaN contact layer
The regrowth interface between the contact layer and the p-type AlGaN cladding layer increases the resistance and increases the series resistance of the gallium nitride-based compound semiconductor laser, which reduces the driving current and the reliability of the gallium nitride-based compound semiconductor laser.

【0008】そこで、本発明では、窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子で、効率のよい内部電流狭窄型および
リッジ導波路型の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
を提供し、また、再現性のよい製造方法を提供すること
を目的とする。
Therefore, the present invention provides a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device, which is an efficient gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device of internal current confinement type and ridge waveguide type, and has a good reproducibility. The purpose is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
になされたもので、ECR−RIBE(電子サイクロト
ロン共鳴を利用した反応性イオンビームエッチング法
以下ECR−RIBE法と呼ぶ。)ドライエッチング技
術を用い、エッチング条件を選定することにより窒化ガ
リウム系化合物半導体の選択エッチングが可能となる。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and includes ECR-RIBE (reactive ion beam etching method utilizing electron cyclotron resonance).
Hereinafter referred to as the ECR-RIBE method. ) By using dry etching technology and selecting etching conditions, it becomes possible to selectively etch gallium nitride-based compound semiconductors.

【0010】本発明では、第2クラッド層の上にドライ
エッチストップ層としてAluInvGa1-u-vN(0≦
u、0<v、u+v≦1)を用い、さらにその膜厚を非
常に薄くして、ECR−RIBE法でエッチングするこ
とにより、内部電流狭窄型およびリッジ導波路型の半導
体レーザを実現した。
According to the present invention, Al u In v Ga 1-uv N (0 ≦ 0 is used as a dry etch stop layer on the second cladding layer.
By using u, 0 <v, u + v ≦ 1), further reducing the film thickness, and etching by the ECR-RIBE method, internal current confinement type and ridge waveguide type semiconductor lasers were realized.

【0011】また、前記ドライエッチストップ層として
InNを用い、その膜厚が10〜50Åであることが最
も好ましい。
Most preferably, InN is used as the dry etch stop layer and the thickness thereof is 10 to 50 Å.

【0012】即ち、内部電流狭窄型窒化ガリウム系半導
体レーザの素子構造に於て、第二クラッドAlGaN層
と内部電流狭窄GaN及びAlGaN層間にAluInv
Ga1-u-vN(0≦u、0<v、u+v≦1)エッチス
トップ層を挿入する素子構造により、内部電流狭窄型窒
化ガリウム系半導体レーザ又は発光素子の作製が可能と
なる。リッジ導波路型の窒化ガリウム系半導体レーザの
素子構造に於て、第二クラッドAlGaN層と上部第二
クラッドAlGaN層間にAluInvGa1-u- vN(0
≦u、0<v、u+v≦1)エッチストップ層を挿入す
る素子構造により、リッジ導波路型窒化ガリウム系半導
体レーザ又は発光素子の作製が可能となる。
That is, in the device structure of the internal current confinement type gallium nitride based semiconductor laser, Al u In v is provided between the second clad AlGaN layer and the internal current confinement GaN and AlGaN layers.
The device structure in which the Ga 1-uv N (0 ≦ u, 0 <v, u + v ≦ 1) etch stop layer is inserted makes it possible to manufacture an internal current confinement type gallium nitride based semiconductor laser or a light emitting device. In a device structure of a ridge waveguide type gallium nitride based semiconductor laser, Al u In v Ga 1-u- v N (0
≦ u, 0 <v, u + v ≦ 1) With the device structure in which the etch stop layer is inserted, a ridge waveguide type gallium nitride based semiconductor laser or a light emitting device can be manufactured.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明を具体的な実施例に基づい
て詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail based on specific embodiments.

【0014】(実施例1)図1は、本発明の一実施例に
よって作製された窒化ガリウム系化合物半導体レーザの
断面摸式図を示す。窒化ガリウム系化合物半導体レーザ
の作製には有機金属化合物気相成長法(以下、MOCV
D法)を用い、基板として低抵抗6H−SiC(000
1)基板、V族原料としてアンモニアNH3、III族
原料としてトリメチルガリウム(TMG)、トリメチル
アルミニウム(TMA)、トリメチルインジウム(TM
In)、p型不純物としてビスシクロペンタデイエニル
マグネシウム(Cp2Mg)、n型不純物としてモノシ
ラン(SiH4)を用い、キャリヤガスとしてH2及びN
2を用いる。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic sectional view of a gallium nitride compound semiconductor laser manufactured according to an embodiment of the present invention. A metal-organic compound vapor phase epitaxy method (hereinafter referred to as MOCV) is used to fabricate a gallium nitride-based compound semiconductor laser.
D method) and low resistance 6H-SiC (000
1) Substrate, ammonia NH 3 as a group V raw material, trimethylgallium (TMG), trimethylaluminum (TMA), trimethylindium (TM) as a group III raw material
In), biscyclopentadienyl magnesium (Cp 2 Mg) as a p-type impurity, monosilane (SiH 4 ) as an n-type impurity, and H 2 and N as carrier gases.
Use 2 .

【0015】図5(1)〜(5)に基づいて詳細に説明
する。1回目の結晶成長を行うため、低抵抗n型6H−
SiC(0001)基板1をMOCVD装置のサセプタ
上に導入し、基板温度1200℃程度まで昇温し、表面
処理を施す。次に、低抵抗n型6H−SiC(000
1)基板1の基板温度を1000℃程度まで降温し、低
抵抗n型6H−SiC(0001)基板1にn型GaN
バッファ層2を0.5〜1μm程度(例えば0.5μ
m)成長し、次に、n型GaNバッファ層2の上にn型
Al0.1Ga0.9Nクラッド層3を0.7〜1μm程度
(例えば0.7μm)成長し、基板温度を800〜85
0℃程度(例えば800℃)に降温しノンドープIn
0.15Ga0.85N活性層4を50〜800Å(例えば50
Å)成長し、次に、基板温度を1000℃程度まで昇温
MgドープAl0.1Ga0.9Nクラッド層5を0.1〜
0.3μm程度(例えば0.1μm)成長し、さらに、
基板温度を800〜850℃程度(例えば800℃)に
降温しMgドープInNエッチストップ層6を30Å成
長し、基板温度を1000℃程度まで昇温しn型GaN
内部電流狭窄層7を0.5μm成長する(図5
(1))。
A detailed description will be given with reference to FIGS. 5 (1) to 5 (5). Low resistance n-type 6H-
The SiC (0001) substrate 1 is introduced onto the susceptor of the MOCVD apparatus, the substrate temperature is raised to about 1200 ° C., and surface treatment is performed. Next, low resistance n-type 6H-SiC (000
1) The substrate temperature of the substrate 1 is lowered to about 1000 ° C., and n-type GaN is formed on the low-resistance n-type 6H-SiC (0001) substrate 1.
The buffer layer 2 has a thickness of about 0.5 to 1 μm (eg, 0.5 μm).
m), and then an n-type Al 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 3 is grown on the n-type GaN buffer layer 2 by about 0.7 to 1 μm (for example, 0.7 μm), and the substrate temperature is 800 to 85.
Non-doped In
0.15 Ga 0.85 N active layer 4 of 50 to 800 Å (for example, 50
Å) After the growth, the substrate temperature is raised to about 1000 ° C. The Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 5 is added to 0.1 to 0.1%.
Grows about 0.3 μm (for example, 0.1 μm), and
The substrate temperature is lowered to about 800 to 850 ° C. (for example, 800 ° C.) to grow the Mg-doped InN etch stop layer 6 by 30 Å, and the substrate temperature is raised to about 1000 ° C. to n-type GaN.
The internal current confinement layer 7 is grown to 0.5 μm (FIG. 5).
(1)).

【0016】一旦、ウエハーを成長室から取り出し、n
型GaN内部電流狭窄層7の上にSiOx,SiNx又は
レジストマスク13を形成し、通常のフォトリソグラフ
ィを用いてn型GaN内部電流狭窄層7の上のSi
x,SiNx又はレジストマスク13の一部をストライ
プ状に除去する(図5(2))。
Once the wafer is taken out of the growth chamber, n
SiO x , SiN x or a resist mask 13 is formed on the n-type GaN internal current confinement layer 7, and Si on the n-type GaN internal current confinement layer 7 is formed by using ordinary photolithography.
A part of O x , SiN x or the resist mask 13 is removed in a stripe shape (FIG. 5 (2)).

【0017】このウエハーをドライエッチングを行うた
めECR−RIBE装置内に導入し、マイクロ波2.4
5GHz、マイクロ波電圧200W、反応室圧力1mT
orr、自己バイアス電圧約140(−V)、ガス種B
Cl3/Ar又はCCl22/Arの条件にて、n型G
aN内部電流狭窄層7をMgドープInNエッチストッ
プ層6の表面が露出するまでエッチングする(図5
(3))。上記条件の下ではGaN層はエッチングされ
るが、InN層はエッチングされないことにより、Mg
ドープInNエッチストップ層6の表面で自動的にエッ
チングが停止する。
This wafer was introduced into an ECR-RIBE apparatus for dry etching, and microwave 2.4 was used.
5 GHz, microwave voltage 200 W, reaction chamber pressure 1 mT
orr, self-bias voltage of about 140 (-V), gas type B
N-type G under the conditions of Cl 3 / Ar or CCl 2 F 2 / Ar
The aN internal current confinement layer 7 is etched until the surface of the Mg-doped InN etch stop layer 6 is exposed (FIG. 5).
(3)). Under the above conditions, the GaN layer is etched, but the InN layer is not etched.
Etching is automatically stopped on the surface of the doped InN etch stop layer 6.

【0018】なお、自己バイアス電圧の増加と共に、エ
ッチングレートは大きくなるが、エッチング開始電圧は
GaN層が50V、InN層が150Vであるので、自
己バイアス電圧の好ましい範囲は、50V以上150V
未満である。また、ガス種については、SiCl4を用
いることもできる。
Although the etching rate increases as the self-bias voltage increases, since the etching start voltage is 50 V for the GaN layer and 150 V for the InN layer, the preferable range of the self-bias voltage is 50 V or more and 150 V or more.
Is less than. Further, as the gas species, SiCl 4 can also be used.

【0019】フッ酸系エッチング液又は有機溶剤にてレ
ジストマスク13を除去した後、再び、ウエハーをMO
CVD装置のサセプタ上に導入し、2回目の結晶成長を
行う。基板温度を1000℃程度まで昇温しMgドープ
Al0.1Ga0.9Nクラッド層8を0.7〜1μm程度
(例えば0.7μm)、MgドープGaNコンタクト層
9を0.5〜1μm程度(例えば0.5μm)成長する
(図5(4))。
After removing the resist mask 13 with a hydrofluoric acid-based etching solution or an organic solvent, the wafer is again MO-removed.
It is introduced on the susceptor of the CVD apparatus and the second crystal growth is performed. The substrate temperature is raised to about 1000 ° C., the Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 8 is about 0.7 to 1 μm (for example, 0.7 μm), and the Mg-doped GaN contact layer 9 is about 0.5 to 1 μm (for example, 0 μm). 0.5 μm) (FIG. 5 (4)).

【0020】次に、ウエハーをMOCVD装置から取り
出し、N2雰囲気、700℃にて熱アニーリングを行い
Mgドープ層をp型に変化させる。p型GaNコンタク
ト層9の上にp型用電極10、低抵抗n型6H−SiC
(0001)基板1にn型用電極11を形成する(図5
(5))。
Next, the wafer is taken out from the MOCVD apparatus and subjected to thermal annealing at 700 ° C. in an N 2 atmosphere to change the Mg-doped layer into p-type. On the p-type GaN contact layer 9, an electrode 10 for p-type, low resistance n-type 6H-SiC
The n-type electrode 11 is formed on the (0001) substrate 1 (see FIG. 5).
(5)).

【0021】本実施例では、InNエッチストップ層の
膜厚を30Åにしたが、10〜50Åの範囲であればよ
い。膜厚が50Åを超えると、このエッチストップ層に
よるレーザ光吸収が急増し、レーザ出力の効率が悪化す
る。逆に10Åより薄くなると、成膜時の膜厚制御が困
難であり、また、エッチング時のストップ層として十分
な役割を果たさなくなる。したがって、10〜50Åが
好ましい。
In this embodiment, the film thickness of the InN etch stop layer is 30 Å, but it may be in the range of 10 to 50 Å. If the film thickness exceeds 50 Å, the laser light absorption by this etch stop layer increases sharply and the efficiency of laser output deteriorates. On the other hand, if the thickness is less than 10Å, it is difficult to control the film thickness during film formation, and the film does not play a sufficient role as a stop layer during etching. Therefore, 10 to 50Å is preferable.

【0022】(実施例2)図2は、本発明の一実施例に
よって作製された窒化ガリウム系化合物半導体レーザの
断面摸式図を示す。窒化ガリウム系化合物半導体レーザ
の作製には有機金属化合物気相成長法(以下MOCVD
法)を用い、基板としてSapphire(0001)
基板、V族原料としてアンモニアNH3、III族原料
としてトリメチルガリウム(TMG)、トリメチルアル
ミニウム(TMA)、トリメチルインジウム(TMI
n)、P型不純物としてビスシクロペンタデイエニルマ
グネシウム(Cp2Mg)、N型不純物としてモノシラ
ン(SiH4)を用い、キャリヤガスとしてH2及びN2
を用いる。図6(1)〜(6)に基づいて詳細に説明す
る。
(Embodiment 2) FIG. 2 is a schematic sectional view of a gallium nitride-based compound semiconductor laser manufactured according to an embodiment of the present invention. A metal-organic compound vapor phase epitaxy method (hereinafter referred to as MOCVD) is used to manufacture a gallium nitride compound semiconductor laser.
Method) and Sapphire (0001) as a substrate
Substrate, ammonia NH 3 as V group raw material, trimethylgallium (TMG), trimethylaluminum (TMA), trimethylindium (TMI) as III group raw material
n), biscyclopentadienyl magnesium (Cp 2 Mg) as a P-type impurity, monosilane (SiH 4 ) as an N-type impurity, and H 2 and N 2 as carrier gases.
Is used. A detailed description will be given based on FIGS. 6 (1) to 6 (6).

【0023】1回目の結晶成長を行うため、Sapph
ire(0001)基板20をMOCVD装置のサセプ
タ上に導入し、基板温度1200℃程度まで昇温し、表
面処理を施す。次に、Sapphire(0001)基
板20の基板温度を500〜650℃程度(例えば55
0℃)まで降温し、Sapphire(0001)基板
20にGaN系バッファ層21を50Å〜2μm(例え
ば500Å)、次に、基板温度を1000℃程度まで昇
温しn型GaNバッファ層2を0.5〜1μm程度(例
えば0.9μm)成長し、n型GaNバッファ層2の上
にn型Al0.1Ga0.9Nクラッド層3を0.7〜1μm
程度(例えば0.7μm)成長し、基板温度を800〜
850℃程度(例えば820℃)に降温しノンドープI
0.15Ga0.85N活性層4を50〜800Å(例えば60
Å)成長し、次に、基板温度を1000℃程度まで昇温
しMgドープAl0.1Ga0.9Nクラッド層5を0.1〜
0.3μm(例えば0.15μm)程度成長し、さら
に、基板温度を800〜850℃程度(例えば810
℃)に降温しMgドープInNエッチストップ層6を3
0Å成長し、基板温度を1000℃程度まで昇温しn型
GaN内部電流狭窄層7を0.5μm成長する(図6
(1))。本実施例で用いたのはGaNバッファ層21
であるが、他に、GaN、AlN又はAl01Ga0.9
Nバッファ層でもよい。
Since the first crystal growth is performed, the Sapph
The ire (0001) substrate 20 is introduced onto the susceptor of the MOCVD apparatus, the substrate temperature is raised to about 1200 ° C., and the surface treatment is performed. Next, the substrate temperature of the Sapphire (0001) substrate 20 is set to about 500 to 650 ° C. (for example, 55
The temperature is lowered to 0 ° C.), the GaN-based buffer layer 21 is 50 Å to 2 μm (for example, 500 Å) on the Sapphire (0001) substrate 20, and then the substrate temperature is raised to about 1000 ° C. to reduce the n-type GaN buffer layer 2 to 0. The n-type Al 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 3 is grown on the n-type GaN buffer layer 2 to a thickness of 0.7 to 1 μm.
Growth (for example, 0.7 μm) and substrate temperature of 800 to
The temperature is lowered to about 850 ° C. (for example, 820 ° C.) and undoped I
n 0.15 Ga 0.85 N active layer 4 of 50 to 800 Å (for example, 60
Å) After the growth, the substrate temperature is raised to about 1000 ° C. and the Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 5 is grown to 0.1
The substrate temperature is about 800 to 850 ° C. (eg, 810).
(C) to lower the Mg-doped InN etch stop layer 6 to 3
The n-type GaN internal current confinement layer 7 is grown to a thickness of 0.5 μm by growing 0Å and raising the substrate temperature to about 1000 ° C. (FIG. 6).
(1)). The GaN buffer layer 21 is used in this embodiment.
In addition, GaN, AlN or Al 0 . 1 Ga 0.9
It may be an N buffer layer.

【0024】一旦、ウエハーを成長室から取り出し、電
流狭窄層7の上にSiOx,SiNx又はレジストマスク
13を形成し、通常のフォトリソグラフィを用いてn型
GaN内部電流狭窄層7の上にSiOx,SiNx又はレ
ジストマスク13の一部をストライプ上に除去する(図
6(2))。
The wafer is once taken out from the growth chamber, SiO x , SiN x or resist mask 13 is formed on the current confinement layer 7, and the photomask is formed on the n-type GaN internal current confinement layer 7 by using ordinary photolithography. Part of the SiO x , SiN x or the resist mask 13 is removed on the stripe (FIG. 6 (2)).

【0025】このウエハーをドライエッチングを行うた
めECR−RIBE装置内に導入し、マイクロ波2.4
5GHz、マイクロ波電圧200W、反応室圧力1mT
orr、自己バイアス電圧約140(−V)、ガス種B
Cl3/Ar又はCCl22/Arの条件にて、n型G
aN内部電流狭窄層7をMgドープInNエッチストッ
プ層6の表面が露出するまでエッチングする(図6
(3))。上記条件の下ではGaN層はエッチングされ
るが、InN層はエッチングされないことにより、Mg
ドープInNエッチストップ層6の表面で自動的にエッ
チングが停止する。
This wafer was introduced into an ECR-RIBE apparatus for dry etching, and microwave 2.4 was used.
5 GHz, microwave voltage 200 W, reaction chamber pressure 1 mT
orr, self-bias voltage of about 140 (-V), gas type B
N-type G under the conditions of Cl 3 / Ar or CCl 2 F 2 / Ar
The aN internal current confinement layer 7 is etched until the surface of the Mg-doped InN etch stop layer 6 is exposed (FIG. 6).
(3)). Under the above conditions, the GaN layer is etched, but the InN layer is not etched.
Etching is automatically stopped on the surface of the doped InN etch stop layer 6.

【0026】フッ酸系エッチング液又は有機溶剤にてレ
ジストマスク13を除去した後、再び、ウエハーをMO
CVD装置のサセプタ上に導入し、2回目の結晶成長を
行う。基板温度を1000℃程度まで昇温しMgドープ
Al0.1Ga0.9Nクラッド層8を0.7〜1μm(例え
ば0.8μm)程度、MgドープGaNコンタクト層9
を0.5〜1μm(例えば0.6μm)程度成長する
(図6(4))。次に、ウエハーをMOCVD装置から
取り出し、N2雰囲気、700℃にて熱アニーリングを
行いMgドープ層をp型に変化させる。次に、n型用電
極付けを行うためにn型GaN層2の表面が露出するま
でエッチングする(図6(5))。
After removing the resist mask 13 with a hydrofluoric acid-based etching solution or an organic solvent, the wafer is again MO-removed.
It is introduced on the susceptor of the CVD apparatus and the second crystal growth is performed. The substrate temperature is raised to about 1000 ° C., the Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 8 is about 0.7 to 1 μm (for example, 0.8 μm), and the Mg-doped GaN contact layer 9 is used.
Of about 0.5 to 1 μm (for example, 0.6 μm) is grown (FIG. 6 (4)). Next, the wafer is taken out from the MOCVD apparatus and subjected to thermal annealing at 700 ° C. in a N 2 atmosphere to change the Mg-doped layer into p-type. Next, etching is performed until the surface of the n-type GaN layer 2 is exposed in order to attach an n-type electrode (FIG. 6 (5)).

【0027】更に、p型GaNコンタクト層9の上にp
型用電極10、n型GaN層2にn型用電極11を形成
する(図6(6))。
Furthermore, p is formed on the p-type GaN contact layer 9.
An n-type electrode 11 is formed on the mold electrode 10 and the n-type GaN layer 2 (FIG. 6 (6)).

【0028】(実施例3)図3は、本発明の一実施例に
よって作製された窒化ガリウム系化合物半導体レーザの
断面摸式図を示す。窒化ガリウム系化合物半導体レーザ
の作製には有機金属化合物気相成長法(以下MOCVD
法)を用い、基板として低抵抗6H−SiC(000
1)基板、V族原料としてアンモニアNH3、III族
原料としてトリメチルガリウム(TMG)、トリメチル
アルミニウム(TMA)、トリメチルインジウム(TM
In)、P型不純物としてビスシクロペンタデイエニル
マグネシウム(Cp2Mg)、N型不純物としてモノシ
ラン(SiH4)を用い、キャリヤガスとしてH2及びN
2を用いる。図7(1)〜(5)に基づいて詳細に説明
する。
(Embodiment 3) FIG. 3 is a schematic sectional view of a gallium nitride-based compound semiconductor laser manufactured according to an embodiment of the present invention. A metal-organic compound vapor phase epitaxy method (hereinafter referred to as MOCVD) is used to manufacture a gallium nitride compound semiconductor laser.
Low resistance 6H-SiC (000
1) Substrate, ammonia NH 3 as a group V raw material, trimethylgallium (TMG), trimethylaluminum (TMA), trimethylindium (TM) as a group III raw material
In), biscyclopentadienyl magnesium (Cp 2 Mg) as a P-type impurity, monosilane (SiH 4 ) as an N-type impurity, and H 2 and N as carrier gases.
Use 2 . This will be described in detail based on FIGS. 7 (1) to 7 (5).

【0029】1回目の結晶成長を行うため、低抵抗n型
6H−SiC(0001)基板1をMOCVD装置のサ
セプタ上に導入し、基板温度1200℃程度まで昇温
し、表面処理を施す。次に、低抵抗n型6H−SiC
(0001)基板1の基板温度を1000℃程度まで降
温し、低抵抗n型6H−SiC(0001)基板1にn
型GaNバッファ層2を0.5〜1μm程度(例えば1
μm)成長し、次に、n型GaNバッファ層2の上にn
型Al0.1Ga0.9Nクラッド層3を0.7〜1μm程度
(例えば1μm)成長し、基板温度を800〜850℃
程度(例えば830℃)に降温しノンドープIn0.15
0.85N活性層4を50〜800Å(例えば55Å)成
長し、次に、基板温度を1000℃程度まで昇温しMg
ドープAl0.1Ga0.9Nクラッド層5を0.2〜0.3
μm程度(例えば0.25μm)成長し、さらに、基板
温度を800〜850℃程度(例えば840℃)に降温
しMgドープInNエッチストップ層6を30Å成長
し、基板温度を1000℃程度まで昇温しMgドープA
0.1Ga0.9Nクラッド層8を0.7〜0.9μm程度
(例えば0.8μm)、MgドープGaNコンタクト層
9を0.5μm成長する(図7(1))。
In order to perform the first crystal growth, the low resistance n-type 6H-SiC (0001) substrate 1 is introduced onto the susceptor of the MOCVD apparatus, the substrate temperature is raised to about 1200 ° C., and the surface treatment is performed. Next, low resistance n-type 6H-SiC
The substrate temperature of the (0001) substrate 1 is lowered to about 1000 ° C., and the low resistance n-type 6H-SiC (0001) substrate 1 is n-doped.
Type GaN buffer layer 2 is about 0.5 to 1 μm (for example, 1
μm), and then n on the n-type GaN buffer layer 2.
Type Al 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 3 is grown to a thickness of about 0.7 to 1 μm (for example, 1 μm), and the substrate temperature is set to 800 to 850 ° C.
Undoped In 0.15 G by lowering the temperature to about 830 ° C.
a 0.85 N active layer 4 is grown to 50 to 800 Å (for example, 55 Å), and then the substrate temperature is raised to about 1000 ° C.
Doped Al 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 5 is 0.2 to 0.3.
The substrate temperature is lowered to about 800 to 850 ° C. (eg 840 ° C.), the Mg-doped InN etch stop layer 6 is grown to 30 Å, and the substrate temperature is raised to about 1000 ° C. Mg-doped A
A 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 8 is grown to about 0.7 to 0.9 μm (for example, 0.8 μm), and a Mg-doped GaN contact layer 9 is grown to 0.5 μm (FIG. 7 (1)).

【0030】一旦、ウエハーを成長室から取り出し、M
gドープGaNコンタクト層9の上にSiOx,SiNx
又はレジストマスク13を形成し、通常のフォトリソグ
ラフィを用いてMgドープGaNコンタクト層9の上の
SiOx,SiNx又はレジストマスク13をストライプ
状に残す(図7(2))。
Once the wafer is taken out of the growth chamber, M
On the g-doped GaN contact layer 9, SiO x , SiN x
Alternatively, a resist mask 13 is formed, and SiO x , SiN x or the resist mask 13 on the Mg-doped GaN contact layer 9 or the resist mask 13 is left in a stripe shape by using ordinary photolithography (FIG. 7 (2)).

【0031】このウエハーをドライエッチングを行うた
めECR−RIBE装置内に導入し、マイクロ波2.4
5GHz、マイクロ波電圧200W、反応室圧力1mT
orr、自己バイアス電圧約140(−V)、ガス種B
Cl3/Ar又はCCl22/Arの条件にて、Mgド
ープGaNコンタクト層9及びMgドープAl0.1Ga
0.9Nクラッド層8をMgドープInNエッチストップ
層6の表面が露出するまでドライエッチングする(図7
(3))。上記条件の下ではGaN層はエッチングされ
るが、InN層はエッチングされないことより、Mgド
ープInNエッチストップ層6の表面で自動的にエッチ
ングが停止する。
This wafer was introduced into an ECR-RIBE apparatus for dry etching, and microwave 2.4 was used.
5 GHz, microwave voltage 200 W, reaction chamber pressure 1 mT
orr, self-bias voltage of about 140 (-V), gas type B
Under the condition of Cl 3 / Ar or CCl 2 F 2 / Ar, Mg-doped GaN contact layer 9 and Mg-doped Al 0.1 Ga
The 0.9 N cladding layer 8 is dry-etched until the surface of the Mg-doped InN etch stop layer 6 is exposed (FIG. 7).
(3)). Under the above conditions, the GaN layer is etched, but the InN layer is not etched, so that the etching is automatically stopped at the surface of the Mg-doped InN etch stop layer 6.

【0032】フッ酸系エッチング液又は有機溶剤にてレ
ジストマスク13を除去した後、ウエハーをN2雰囲
気、700℃にて熱アニーリングを行いMgドープ層を
p型に変化させ、絶縁体膜12を形成する。(図7
(4))。
After removing the resist mask 13 with a hydrofluoric acid-based etching solution or an organic solvent, the wafer is subjected to thermal annealing at 700 ° C. in an N 2 atmosphere to change the Mg-doped layer into a p-type to form the insulator film 12. Form. (FIG. 7
(4)).

【0033】次に、p型GaNコンタクト層9の上にp
型用電極10、低抵抗n型6H−SiC(0001)基
板1にn型用電極11を形成する(図7(5))。
Next, p on the p-type GaN contact layer 9
An n-type electrode 11 is formed on the mold electrode 10 and the low resistance n-type 6H-SiC (0001) substrate 1 (FIG. 7 (5)).

【0034】(実施例4)図4は、本発明の一実施例に
よって作製された窒化ガリウム系化合物半導体レーザの
断面摸式図を示す。窒化ガリウム系化合物半導体レーザ
の作製には有機金属化合物気相成長法(以下MOCVD
法)を用い、基板としてSapphire(0001)
基板、V族原料としてアンモニアNH3、III族原料
としてトリメチルガリウム(TMG)、トリメチルアル
ミニウム(TMA)、トリメチルインジウム(TMI
n)、P型不純物としてビスシクロペンタデイエニルマ
グネシウム(Cp2Mg)、N型不純物としてモノシラ
ン(SiH4)を用い、キャリヤガスとしてH2及びN2
を用いる。
(Embodiment 4) FIG. 4 is a schematic sectional view of a gallium nitride-based compound semiconductor laser manufactured according to an embodiment of the present invention. A metal-organic compound vapor phase epitaxy method (hereinafter referred to as MOCVD) is used to manufacture a gallium nitride compound semiconductor laser.
Method) and Sapphire (0001) as a substrate
Substrate, ammonia NH 3 as V group raw material, trimethylgallium (TMG), trimethylaluminum (TMA), trimethylindium (TMI) as III group raw material
n), biscyclopentadienyl magnesium (Cp 2 Mg) as a P-type impurity, monosilane (SiH 4 ) as an N-type impurity, and H 2 and N 2 as carrier gases.
Is used.

【0035】図8(1)〜(5)に基づいて詳細に説明
する。1回目の結晶成長を行うため、Sapphire
(0001)基板20をMOCVD装置のサセプタ上に
導入し、基板温度1200℃程度まで昇温し、表面処理
を施す。次に、Sapphire(0001)基板20
の基板温度を500〜650℃程度(例えば600℃)
まで降温し、Sapphire(0001)基板20に
GaN系バッファ層21を500Å〜2μm程度(例え
ば2μm)成長し、次に、基板温度を1000℃程度ま
で昇温し、n型GaNバッファ層2の上にn型Al0.1
Ga0.9Nクラッド層3を0.7〜1μm程度(例えば
0.7μm)成長し、基板温度を800〜850℃程度
(例えば820℃)に降温しノンドープIn0.15Ga
0.85N活性層4を50〜800Å(例えば65Å)成長
し、次に、基板温度を1000℃程度まで昇温しMgド
ープAl0.1Ga0.9Nクラッド層5を0.1〜0.3μ
m程度(例えば0.25μm)成長し、さらに、基板温
度を800〜850℃程度(例えば835℃)に降温し
MgドープInNエッチストップ層6を30Å成長し、
基板温度を1000℃程度まで昇温しMgドープAl
0.1Ga0.9Nクラッド層8を0.7〜0.9μm(例え
ば0.85μm)程度、MgドープGaNコンタクト層
9を0.5μm成長する(図8(1))。
A detailed description will be given based on FIGS. 8 (1) to 8 (5). Since the first crystal growth is performed, Sapphire
The (0001) substrate 20 is introduced onto the susceptor of the MOCVD apparatus, the substrate temperature is raised to about 1200 ° C., and surface treatment is performed. Next, the Sapphire (0001) substrate 20
Substrate temperature is about 500-650 ° C (eg 600 ° C)
Then, the GaN-based buffer layer 21 is grown on the Sapphire (0001) substrate 20 to about 500 Å to 2 μm (for example, 2 μm), and then the substrate temperature is raised to about 1000 ° C. N-type Al 0.1
The Ga 0.9 N cladding layer 3 is grown to about 0.7 to 1 μm (for example, 0.7 μm), the substrate temperature is lowered to about 800 to 850 ° C. (for example, 820 ° C.), and undoped In 0.15 Ga is obtained.
The 0.85 N active layer 4 is grown to 50 to 800 Å (for example, 65 Å), then the substrate temperature is raised to about 1000 ° C., and the Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 5 is 0.1 to 0.3 μm.
m (for example, 0.25 μm), further lower the substrate temperature to approximately 800 to 850 ° C. (for example, 835 ° C.), and grow the Mg-doped InN etch stop layer 6 by 30 Å.
The substrate temperature is raised to about 1000 ° C. and Mg-doped Al is added.
A 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 8 is grown to a thickness of about 0.7 to 0.9 μm (for example, 0.85 μm), and a Mg-doped GaN contact layer 9 is grown to 0.5 μm (FIG. 8 (1)).

【0036】一旦、ウエハーを成長室から取り出し、M
gドープGaNコンタクト層9の上にレジストマスク1
3を形成し、通常のフォトリソグラフィを用いてMgド
ープGaNコンタクト層9の上の又はレジストマスク1
3をストライプ状に残す(図8(2))。本実施例で
は、フォトリソグラフィのマスクとしてレジストマスク
13を用いたが、SiOx,SiNx等を用いても構わな
い。
Once the wafer is taken out of the growth chamber, M
Resist mask 1 on the g-doped GaN contact layer 9
3 and form the resist mask 1 on the Mg-doped GaN contact layer 9 using ordinary photolithography.
3 is left in a stripe shape (FIG. 8 (2)). In this embodiment, the resist mask 13 is used as a photolithography mask, but SiO x , SiN x or the like may be used.

【0037】このウエハーをドライエッチングを行うた
めECR−RIBE装置内に導入し、マイクロ波2.4
5GHz、マイクロ波電圧200W、反応室圧力1mT
orr、自己バイアス電圧約140(−V)、ガス種B
Cl3/Ar又はCCl22/Arの条件にて、Mgド
ープGaNコンタクト層9及びMgドープAl0.1Ga
0.9Nクラッド層8をMgドープInNエッチストップ
層6の表面が露出するまでドライエッチングする(図8
(3))。
This wafer was introduced into an ECR-RIBE apparatus for dry etching, and microwave 2.4 was used.
5 GHz, microwave voltage 200 W, reaction chamber pressure 1 mT
orr, self-bias voltage of about 140 (-V), gas type B
Under the condition of Cl 3 / Ar or CCl 2 F 2 / Ar, Mg-doped GaN contact layer 9 and Mg-doped Al 0.1 Ga
The 0.9 N cladding layer 8 is dry-etched until the surface of the Mg-doped InN etch stop layer 6 is exposed (FIG. 8).
(3)).

【0038】上記条件の下ではGaN層はエッチングさ
れるが、InN層はエッチングされないことより、Mg
ドープInNエッチストップ層6の表面で自動的にエッ
チングが停止する。次に、n型用電極づけを行うために
n型GaN層2の表面が露出するまでエッチングする。
フッ酸系エッチング液又は有機溶剤にてレジストマスク
13を除去する(図8(4))。
Under the above conditions, the GaN layer is etched, but the InN layer is not etched.
Etching is automatically stopped on the surface of the doped InN etch stop layer 6. Next, etching is performed until the surface of the n-type GaN layer 2 is exposed in order to form an n-type electrode.
The resist mask 13 is removed with a hydrofluoric acid-based etching solution or an organic solvent (FIG. 8 (4)).

【0039】次に、N2雰囲気、700℃にて熱アニー
リングを行いMgドープ層をp型に変化させる。次に、
絶縁体膜12を形成し、その上にp型用電極10、n型
GaN層2にn型用電極11を形成する(図8
(5))。
Next, thermal annealing is performed at 700 ° C. in an N 2 atmosphere to change the Mg-doped layer to p-type. next,
An insulator film 12 is formed, and a p-type electrode 10 and an n-type electrode 11 are formed on the n-type GaN layer 2 (FIG. 8).
(5)).

【0040】(実施例5)図9は、本発明の一実施例に
よって作製された窒化ガリウム系化合物半導体レーザの
断面摸式図を示す。窒化ガリウム系化合物半導体レーザ
の作製には有機金属化合物気相成長法(以下、MOCV
D法)を用い、基板として低抵抗6H−SiC(000
1)基板、V族原料としてアンモニアNH3、III族
原料としてトリメチルガリウム(TMG)、トリメチル
アルミニウム(TMA)、トリメチルインジウム(TM
In)、p型不純物としてビスシクロペンタデイエニル
マグネシウム(Cp2Mg)、n型不純物としてモノシ
ラン(SiH4)を用い、キャリヤガスとしてH2または
2を用いる。
(Embodiment 5) FIG. 9 is a schematic sectional view of a gallium nitride compound semiconductor laser manufactured according to an embodiment of the present invention. A metal-organic compound vapor phase epitaxy method (hereinafter referred to as MOCV) is used to fabricate a gallium nitride-based compound semiconductor laser.
D method) and low resistance 6H-SiC (000
1) Substrate, ammonia NH 3 as a group V raw material, trimethylgallium (TMG), trimethylaluminum (TMA), trimethylindium (TM) as a group III raw material
In), biscyclopentadienyl magnesium (Cp 2 Mg) as a p-type impurity, monosilane (SiH 4 ) as an n-type impurity, and H 2 or N 2 as a carrier gas.

【0041】図15(1)〜(5)に基づいて詳細に説
明する。1回目の結晶成長を行うため、低抵抗n型6H
−SiC(0001)基板1をMOCVD装置のサセプ
タ上に導入し、基板温度1200℃程度まで昇温し、H
2またはN2にて表面処理を施す。次に、低抵抗n型6H
−SiC(0001)基板1の基板温度を1000℃程
度まで降温し、低抵抗n型6H−SiC(0001)基
板1にn型GaNバッファ層2を0.5〜1μm程度
(例えば0.8μm)成長し、次に、n型GaNバッフ
ァ層2の上にn型Al0.1Ga0.9Nクラッド層3を0.
7〜1μm程度(例えば1μm)成長し、基板温度を8
00〜850℃程度(例えば830℃)に降温しノンド
ープIn0.15Ga0.85N活性層4を100〜800Å
(例えば150Å)成長し、次に、基板温度を1000
℃程度まで昇温しMgドープAl0.1Ga0.9Nクラッド
層5を0.1〜0.3μm程度(例えば0.15μm)
成長し、さらに、基板温度を800〜850℃程度(例
えば840℃)に降温しMgドープIn0.5Ga0.5Nエ
ッチストップ層30を30Å成長し、基板温度を100
0℃程度まで昇温しn型GaN内部電流狭窄層7を0.
5μm成長する(図15(1))。
A detailed description will be given with reference to FIGS. 15 (1) to 15 (5). Low resistance n-type 6H for the first crystal growth
-Introduce the SiC (0001) substrate 1 onto the susceptor of the MOCVD apparatus, raise the substrate temperature to about 1200 ° C, and
Surface treatment with 2 or N 2 . Next, low resistance n-type 6H
The substrate temperature of the -SiC (0001) substrate 1 is lowered to about 1000 ° C, and the n-type GaN buffer layer 2 is formed on the low-resistance n-type 6H-SiC (0001) substrate 1 by about 0.5 to 1 µm (for example, 0.8 µm). Then, the n-type Al 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 3 is grown on the n-type GaN buffer layer 2 to a thickness of 0.
Approximately 7 to 1 μm (for example, 1 μm) is grown, and the substrate temperature is 8
The temperature is lowered to about 00 to 850 ° C. (for example, 830 ° C.) and the non-doped In 0.15 Ga 0.85 N active layer 4 is set to 100 to 800 Å.
(Eg, 150Å) and then the substrate temperature is set to 1000
The temperature is raised to about 0 ° C. and the Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 5 is about 0.1 to 0.3 μm (for example, 0.15 μm).
Then, the substrate temperature is lowered to about 800 to 850 ° C. (for example, 840 ° C.), the Mg-doped In 0.5 Ga 0.5 N etch stop layer 30 is grown to 30 Å, and the substrate temperature is set to 100.
The temperature is raised to about 0 ° C. and the n-type GaN internal current confinement layer 7 is reduced to 0.
It grows by 5 μm (FIG. 15 (1)).

【0042】一旦、ウエハーを成長室から取り出し、n
型GaN内部電流狭窄層7の上にレジストマスク13を
形成し、通常のフォトリソグラフィを用いてn型GaN
内部電流狭窄層7の上のレジストマスク13の一部をス
トライプ状に除去する(図15(2))。
Once the wafer is taken out of the growth chamber, n
A resist mask 13 is formed on the n-type GaN internal current confinement layer 7, and n-type GaN is formed using ordinary photolithography.
A part of the resist mask 13 on the internal current confinement layer 7 is removed in a stripe shape (FIG. 15 (2)).

【0043】このウエハーをドライエッチングを行うた
めECR−RIBE装置内に導入し、マイクロ波2.4
5GHz、マイクロ波電圧200W、反応室圧力1mT
orr、自己バイアス電圧約100(−V)、ガス種B
Cl3/Ar又はCCl22/Arの条件にて、n型G
aN内部電流狭窄層7をMgドープIn0.5Ga0.5Nエ
ッチストップ層30の表面が露出するまでエッチングす
る(図15(3))。
This wafer was introduced into an ECR-RIBE apparatus for dry etching, and microwave 2.4 was used.
5 GHz, microwave voltage 200 W, reaction chamber pressure 1 mT
orr, self-bias voltage of about 100 (-V), gas type B
N-type G under the conditions of Cl 3 / Ar or CCl 2 F 2 / Ar
The aN internal current confinement layer 7 is etched until the surface of the Mg-doped In 0.5 Ga 0.5 N etch stop layer 30 is exposed (FIG. 15C).

【0044】上記条件の下ではGaN層はエッチングさ
れるが、In0.5Ga0.5N層はエッチングされないこと
より、MgドープIn0.5Ga0.5Nエッチストップ層3
0の表面で自動的にエッチングが停止する。
Under the above conditions, the GaN layer is etched, but the In 0.5 Ga 0.5 N layer is not etched. Therefore, the Mg-doped In 0.5 Ga 0.5 N etch stop layer 3 is formed.
The etching stops automatically at the 0 surface.

【0045】なお、自己バイアス電圧の増加と共に、エ
ッチングレートは大きくなるが、エッチング開始電圧は
GaN層が50V、In0.5Ga0.5N層が100Vであ
るので、自己バイアス電圧の好ましい範囲は、50V以
上100V未満である。また、ガス種については、Si
Cl4を用いることもできる。
Although the etching rate increases as the self-bias voltage increases, the etching start voltage is 50 V for the GaN layer and 100 V for the In 0.5 Ga 0.5 N layer. Therefore, the preferable range of the self-bias voltage is 50 V or more. It is less than 100V. Regarding the gas species, Si
Cl 4 can also be used.

【0046】フッ酸系エッチング液又は有機溶剤にてレ
ジストマスク13を除去した後、再び、ウエハーをMO
CVD装置のサセプタ上に導入し、2回目の結晶成長を
行う。基板温度を1000℃程度まで昇温しMgドープ
Al0.1Ga0.9Nクラッド層8を0.7〜1μm程度
(例えば0.75μm)、MgドープGaNコンタクト
層9を0.7〜1μm程度(例えば1μm)成長する
(図15(4))。
After removing the resist mask 13 with a hydrofluoric acid type etching solution or an organic solvent, the wafer is again MO-removed.
It is introduced on the susceptor of the CVD apparatus and the second crystal growth is performed. The substrate temperature is raised to about 1000 ° C., the Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 8 is about 0.7 to 1 μm (0.75 μm, for example), and the Mg-doped GaN contact layer 9 is about 0.7 to 1 μm (for example, 1 μm). ) It grows (FIG. 15 (4)).

【0047】次に、ウエハーをMOCVD装置から取り
出し、N2雰囲気、700℃にて熱アニーリングを行い
Mgドープ層をp型に変化させる。p型GaNコンタク
ト層9の上にp型用電極10、低抵抗n型6H−SiC
(0001)基板1にn型用電極11を形成する(図1
5(5))。
Next, the wafer is taken out from the MOCVD apparatus and subjected to thermal annealing at 700 ° C. in N 2 atmosphere to change the Mg-doped layer into p-type. On the p-type GaN contact layer 9, an electrode 10 for p-type, low resistance n-type 6H-SiC
An n-type electrode 11 is formed on a (0001) substrate 1 (see FIG. 1).
5 (5)).

【0048】本実施例では、In0.5Ga0.5Nエッチス
トップ層の膜厚を30Åにしたが、10〜50Åの範囲
であればよい。膜厚が50Åを超えると、このエッチス
トップ層によるレーザ光吸収が急増し、レーザ出力の効
率が悪化する。逆に10Åより薄くなると、成膜時の膜
厚制御が困難であり、また、エッチング時のストップ層
として十分な役割を果たさなくなる。したがって、10
〜50Åが好ましい。さらにノンドープInGaN活性
層4はレーザ素子の発振開始電流の低減、発光効率のた
めに窒化ガリウム系化合物半導体量子井戸活性層または
窒化ガリウム系化合物半導体多重量子井戸活性層より構
成してもよい。
In this embodiment, the thickness of the In 0.5 Ga 0.5 N etch stop layer is 30 Å, but it may be in the range of 10 to 50 Å. If the film thickness exceeds 50 Å, the laser light absorption by this etch stop layer increases sharply and the efficiency of laser output deteriorates. On the other hand, if the thickness is less than 10Å, it is difficult to control the film thickness during film formation, and the film does not play a sufficient role as a stop layer during etching. Therefore, 10
~ 50Å is preferred. Further, the non-doped InGaN active layer 4 may be composed of a gallium nitride-based compound semiconductor quantum well active layer or a gallium nitride-based compound semiconductor multiple quantum well active layer in order to reduce the oscillation starting current of the laser device and the light emission efficiency.

【0049】(実施例6)図10は、本発明の一実施例
によって作製された窒化ガリウム系化合物半導体レーザ
の断面摸式図を示す。窒化ガリウム系化合物半導体レー
ザの作製には有機金属化合物気相成長法(以下MOCV
D法)を用い、基板としてSapphire(000
1)基板、V族原料としてアンモニアNH3、III族
原料としてトリメチルガリウム(TMG)、トリメチル
アルミニウム(TMA)、トリメチルインジウム(TM
In)、P型不純物としてビスシクロペンタデイエニル
マグネシウム(Cp2Mg)、N型不純物としてモノシ
ラン(SiH4)を用い、キャリヤガスとしてH2または
2を用いる。
(Embodiment 6) FIG. 10 is a schematic sectional view of a gallium nitride-based compound semiconductor laser manufactured according to an embodiment of the present invention. A metal-organic compound vapor phase epitaxy method (hereinafter referred to as MOCV) is used to fabricate a gallium nitride-based compound semiconductor laser.
D method) and Sapphire (000 as a substrate
1) Substrate, ammonia NH 3 as a group V raw material, trimethylgallium (TMG), trimethylaluminum (TMA), trimethylindium (TM) as a group III raw material
In), biscyclopentadienyl magnesium (Cp 2 Mg) as a P-type impurity, monosilane (SiH 4 ) as an N-type impurity, and H 2 or N 2 as a carrier gas.

【0050】図16(1)〜(6)に基づいて詳細に説
明する。1回目の結晶成長を行うため、Sapphir
e(0001)基板20をMOCVD装置のサセプタ上
に導入し、基板温度1200℃程度まで昇温し、表面処
理を施す。次に、Sapphire(0001)基板2
0の基板温度を500〜650℃程度(例えば600
℃)まで降温し、Sapphire(0001)基板2
0にGaN系バッファ層21を50Å〜2μm(例えば
650Å)、次に、基板温度を1000℃程度まで昇温
しn型GaN層2を0.5〜1μm程度(例えば1μ
m)成長し、n型GaN層2の上にn型Al0.1Ga0.9
Nクラッド層3を0.7〜1μm程度(例えば0.7μ
m)成長し、基板温度を800〜850℃程度(例えば
820℃)に降温しノンドープIn0.32Ga0.68N活性
層14を50〜800Å(例えば50Å)成長し、次
に、基板温度を1000℃程度まで昇温しMgドープA
0.1Ga0.9Nクラッド層5を0.1〜0.3μm程度
(例えば0.25μm)成長し、さらに、基板温度を8
00〜850℃程度(例えば820℃)に降温しMgド
ープIn0.32Ga0.68Nエッチストップ層31を100
Å成長し、基板温度を1000℃程度まで昇温しn型G
aN内部電流狭窄層7を0.5μm成長する(図16
(1))。
Details will be described with reference to FIGS. 16 (1) to 16 (6). In order to perform the first crystal growth, Sapphir
The e (0001) substrate 20 is introduced onto the susceptor of the MOCVD apparatus, the substrate temperature is raised to about 1200 ° C., and surface treatment is performed. Next, the Sapphire (0001) substrate 2
The substrate temperature of 0 is about 500 to 650 ° C. (for example, 600
℃), Sapphire (0001) substrate 2
GaN-based buffer layer 21 is 50 Å to 2 μm (for example, 650 Å), and then the substrate temperature is raised to about 1000 ° C. to n-type GaN layer 2 to about 0.5 to 1 μm (e.g.
m) grown and n-type Al 0.1 Ga 0.9 on the n-type GaN layer 2
The N-clad layer 3 has a thickness of about 0.7 to 1 μm (for example, 0.7 μm).
m) is grown, the substrate temperature is lowered to about 800 to 850 ° C. (for example, 820 ° C.), and the non-doped In 0.32 Ga 0.68 N active layer 14 is grown to 50 to 800 Å (for example, 50 Å), and then the substrate temperature is set to about 1000 ° C. Temperature is raised to Mg-doped A
l 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 5 is grown to about 0.1 to 0.3 μm (for example, 0.25 μm), and the substrate temperature is set to 8
The temperature is lowered to about 00 to 850 ° C. (for example, 820 ° C.) and the Mg-doped In 0.32 Ga 0.68 N etch stop layer 31 is set to 100.
Å It grows and the substrate temperature rises up to about 1000 ℃ and n-type G
The aN internal current confinement layer 7 is grown to 0.5 μm (FIG. 16).
(1)).

【0051】一旦、ウエハーを成長室から取り出し、電
流狭窄層7の上にレジストマスク13を形成し、通常の
フォトリソグラフィを用いてn型GaN内部電流狭窄層
7の上にレジストマスク13の一部をストライプ上に除
去する(図16(2))。
The wafer is once taken out from the growth chamber, a resist mask 13 is formed on the current confinement layer 7, and a part of the resist mask 13 is formed on the n-type GaN internal current confinement layer 7 using ordinary photolithography. Are removed on the stripe (FIG. 16 (2)).

【0052】このウエハーをドライエッチングを行うた
めECR−RIBE装置内に導入し、マイクロ波2.4
5GHz、マイクロ波電圧200W、反応室圧力1mT
orr、自己バイアス電圧約70(−V)、ガス種BC
3/Ar又はCCl22/Arの条件にて、n型Ga
N内部電流狭窄層7をMgドープIn0.32Ga0.68Nエ
ッチストップ層31の表面が露出するまでエッチングす
る図16(3)。上記条件の下ではGaN層はエッチン
グされるが、InGaN層はエッチングされないことよ
り、MgドープIn0.32Ga0.68Nエッチストップ層3
1の表面で自動的にエッチングが停止する。
This wafer was introduced into an ECR-RIBE apparatus for dry etching, and microwave 2.4 was used.
5 GHz, microwave voltage 200 W, reaction chamber pressure 1 mT
orr, self-bias voltage about 70 (-V), gas type BC
n 3 / Ar or CCl 2 F 2 / Ar under the condition of n-type Ga
The N internal current confinement layer 7 is etched until the surface of the Mg-doped In 0.32 Ga 0.68 N etch stop layer 31 is exposed (FIG. 16C). Under the above conditions, the GaN layer is etched, but the InGaN layer is not. Therefore, the Mg-doped In 0.32 Ga 0.68 N etch stop layer 3
Etching stops automatically on the surface of 1.

【0053】有機溶剤にてレジストマスク13を除去し
た後、再び、ウエハーをMOCVD装置のサセプタ上に
導入し、2回目の結晶成長を行う。基板温度を1000
℃程度まで昇温しMgドープAl0.1Ga0.9Nクラッド
層8を0.7〜1μm程度(例えば0.85μm)、M
gドープGaNコンタクト層9を0.5〜1μm程度
(例えば0.6μm)成長する(図16(4))。
After removing the resist mask 13 with the organic solvent, the wafer is again introduced onto the susceptor of the MOCVD apparatus, and the second crystal growth is performed. Substrate temperature is 1000
The temperature is raised to about 0 ° C. and the Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 8 is about 0.7 to 1 μm (for example, 0.85 μm).
The g-doped GaN contact layer 9 is grown to about 0.5 to 1 μm (for example, 0.6 μm) (FIG. 16 (4)).

【0054】次に、ウエハーをMOCVD装置から取り
出し、N2雰囲気、700℃にて熱アニーリングを行い
Mgドープ層をp型に変化させる。次に、n型用電極付
けを行うためにn型GaNバッファ層2の表面が露出す
るまでエッチングする(図16(5))。p型GaNコ
ンタクト層9の上にp型用電極10、n型GaNバッフ
ァ層2にn型用電極11を形成する(図16(6))。
Next, the wafer is taken out from the MOCVD apparatus and subjected to thermal annealing at 700 ° C. in N 2 atmosphere to change the Mg-doped layer into p-type. Next, etching is performed until the surface of the n-type GaN buffer layer 2 is exposed in order to attach an electrode for n-type (FIG. 16 (5)). The p-type electrode 10 is formed on the p-type GaN contact layer 9, and the n-type electrode 11 is formed on the n-type GaN buffer layer 2 (FIG. 16 (6)).

【0055】本実施例では、In0.32Ga0.68Nエッチ
ストップ層の膜厚を100Åにしたが、10〜100Å
の範囲であればよい。膜厚が100Åを超えると、この
エッチストップ層によるレーザ光吸収が急増し、レーザ
出力の効率が悪化する。逆に10Åより薄くなると、成
膜時の膜厚制御が困難であり、また、エッチング時のス
トップ層として十分な役割を果たさなくなる。したがっ
て、10〜100Åが好ましい。さらにノンドープIn
GaN活性層4はレーザ素子の発振開始電流の低減、発
光効率のために窒化ガリウム系化合物半導体量子井戸活
性層または窒化ガリウム系化合物半導体多重量子井戸活
性層より構成してもよい。
In this embodiment, the thickness of the In 0.32 Ga 0.68 N etch stop layer is 100 Å, but it is 10 to 100 Å.
It is sufficient if it is within the range. If the film thickness exceeds 100 Å, the laser light absorption by this etch stop layer increases rapidly and the laser output efficiency deteriorates. On the other hand, if the thickness is less than 10Å, it is difficult to control the film thickness during film formation, and the film does not play a sufficient role as a stop layer during etching. Therefore, 10-100Å is preferable. Furthermore, undoped In
The GaN active layer 4 may be composed of a gallium nitride-based compound semiconductor quantum well active layer or a gallium nitride-based compound semiconductor multiple quantum well active layer in order to reduce the oscillation starting current of the laser element and to improve the light emission efficiency.

【0056】(実施例7)図11は、本発明の一実施例
によって作製された窒化ガリウム系化合物半導体レーザ
の断面摸式図を示す。窒化ガリウム系化合物半導体レー
ザの作製には有機金属化合物気相成長法(以下MOCV
D法)を用い、基板として低抵抗6H−SiC(000
1)基板、V族原料としてアンモニアNH3、III族
原料としてトリメチルガリウム(TMG)、トリメチル
アルミニウム(TMA)、トリメチルインジウム(TM
In)、p型不純物としてビスシクロペンタデイエニル
マグネシウム(Cp2Mg)、n型不純物としてモノシ
ラン(SiH4)を用い、キャリヤガスとしてH2または
2を用いる。
(Embodiment 7) FIG. 11 is a schematic sectional view of a gallium nitride-based compound semiconductor laser manufactured according to an embodiment of the present invention. A metal-organic compound vapor phase epitaxy method (hereinafter referred to as MOCV) is used to fabricate a gallium nitride-based compound semiconductor laser.
D method) and low resistance 6H-SiC (000
1) Substrate, ammonia NH 3 as a group V raw material, trimethylgallium (TMG), trimethylaluminum (TMA), trimethylindium (TM) as a group III raw material
In), biscyclopentadienyl magnesium (Cp 2 Mg) as a p-type impurity, monosilane (SiH 4 ) as an n-type impurity, and H 2 or N 2 as a carrier gas.

【0057】図17(1)〜(5)に基づいて詳細に説
明する。1回目の結晶成長を行うため、低抵抗n型6H
−SiC(0001)基板1をMOCVD装置のサセプ
タ上に導入し、基板温度1200℃程度まで昇温し、表
面処理を施す。次に、低抵抗n型6H−SiC(000
1)基板1の基板温度を1000℃程度まで降温し、低
抵抗n型6H−SiC(0001)基板1にn型GaN
バッファ層2を0.5〜1μm程度(例えば1μm)成
長し、次に、n型GaNバッファ層2の上にn型Al
0.1Ga0.9Nクラッド層3を0.7〜1μm程度(例え
ば0.7μm)成長し、基板温度を800〜850℃程
度(例えば820℃)に降温しノンドープIn0.15Ga
0.85N活性層4を50〜800Å(例えば50Å)成長
し、次に、基板温度を1000℃程度まで昇温しMgド
ープAl0.1Ga0.9Nクラッド層5を0.2〜0.3μ
m程度(例えば0.25μm)成長し、さらに、基板温
度を800〜850℃程度(例えば850℃)に降温し
MgドープIn0.9Al0.05Ga0.05Nエッチストップ
層32を30Å成長し、基板温度を1000℃程度まで
昇温しMgドープAl0.1Ga0.9Nクラッド層8を0.
7〜0.9μm程度(例えば0.8μm)、Mgドープ
GaNコンタクト層9を0.5μm成長する(図17
(1))。
This will be described in detail with reference to FIGS. 17 (1) to 17 (5). Low resistance n-type 6H for the first crystal growth
-SiC (0001) substrate 1 is introduced onto the susceptor of the MOCVD apparatus, the substrate temperature is raised to about 1200 ° C, and surface treatment is performed. Next, low resistance n-type 6H-SiC (000
1) The substrate temperature of the substrate 1 is lowered to about 1000 ° C., and n-type GaN is formed on the low-resistance n-type 6H-SiC (0001) substrate 1.
The buffer layer 2 is grown to about 0.5 to 1 μm (for example, 1 μm), and then n-type Al is formed on the n-type GaN buffer layer 2.
The 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 3 is grown to about 0.7 to 1 μm (for example, 0.7 μm), the substrate temperature is lowered to about 800 to 850 ° C. (for example, 820 ° C.), and undoped In 0.15 Ga is used.
The 0.85 N active layer 4 is grown to 50 to 800 Å (for example, 50 Å), and then the substrate temperature is raised to about 1000 ° C. to form the Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 5 to 0.2 to 0.3 μm.
m (for example, 0.25 μm), the substrate temperature is further lowered to approximately 800 to 850 ° C. (for example, 850 ° C.), and the Mg-doped In 0.9 Al 0.05 Ga 0.05 N etch stop layer 32 is grown by 30 Å to increase the substrate temperature. The temperature was raised to about 1000 ° C. and the Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 8 was reduced to 0.
About 7 to 0.9 μm (for example, 0.8 μm), the Mg-doped GaN contact layer 9 is grown to 0.5 μm (FIG. 17).
(1)).

【0058】一旦、ウエハーを成長室から取り出し、M
gドープGaNコンタクト層9の上にレジストマスク1
3を形成し、通常のフォトリソグラフィを用いてMgド
ープGaNコンタクト層9の上のレジストマスク13を
ストライプ状に残す(図17(2))。
Once the wafer is taken out of the growth chamber, M
Resist mask 1 on the g-doped GaN contact layer 9
3 is formed, and the resist mask 13 on the Mg-doped GaN contact layer 9 is left in a stripe shape by using ordinary photolithography (FIG. 17 (2)).

【0059】このウエハーをドライエッチングを行うた
めECR−RIBE装置内に導入し、マイクロ波2.4
5GHz、マイクロ波電圧200W、反応室圧力1mT
orr、自己バイアス電圧約140(−V)、ガス種B
Cl3/Ar又はCCl22/Arの条件にて、Mgド
ープGaNコンタクト層9及びMgドープAl0.1Ga
0.9Nクラッド層8をMgドープIn0.9Al0.05Ga
0.05Nエッチストップ層32の表面が露出するまでドラ
イエッチングする(図17(3))。
This wafer was introduced into an ECR-RIBE apparatus for dry etching, and microwave 2.4 was used.
5 GHz, microwave voltage 200 W, reaction chamber pressure 1 mT
orr, self-bias voltage of about 140 (-V), gas type B
Under the condition of Cl 3 / Ar or CCl 2 F 2 / Ar, Mg-doped GaN contact layer 9 and Mg-doped Al 0.1 Ga
The 0.9 N cladding layer 8 is Mg-doped In 0.9 Al 0.05 Ga
Dry etching is performed until the surface of the 0.05 N etch stop layer 32 is exposed (FIG. 17C).

【0060】上記条件の下ではGaN層はエッチングさ
れるが、InAlGaN層はエッチングされないことよ
り、MgドープIn0.9Al0.05Ga0.05Nエッチスト
ップ層32の表面で自動的にエッチングが停止する。有
機溶剤にてレジストマスク13を除去した後、ウエハー
をN2雰囲気、700℃にて熱アニーリングを行いMg
ドープ層をp型に変化させ、絶縁体膜12を形成する。
(図17(4))。
Under the above conditions, the GaN layer is etched, but the InAlGaN layer is not etched, so that the etching automatically stops at the surface of the Mg-doped In 0.9 Al 0.05 Ga 0.05 N etch stop layer 32. After removing the resist mask 13 with an organic solvent, the wafer is annealed at 700 ° C. in a N 2 atmosphere and subjected to thermal annealing.
The doped layer is changed to p-type, and the insulator film 12 is formed.
(FIG. 17 (4)).

【0061】次に、p型GaNコンタクト層9の上にp
型用電極10、低抵抗n型6H−SiC(0001)基
板1にn型用電極11を形成する(図17(5))。
Next, p on the p-type GaN contact layer 9
An n-type electrode 11 is formed on the mold electrode 10 and the low-resistance n-type 6H-SiC (0001) substrate 1 (FIG. 17 (5)).

【0062】(実施例8)図12は、本発明の一実施例
によって作製された窒化ガリウム系化合物半導体レーザ
の断面摸式図を示す。窒化ガリウム系化合物半導体レー
ザの作製には有機金属化合物気相成長法(以下MOCV
D法)を用い、基板としてSapphire(000
1)基板、V族原料としてアンモニアNH3、III族
原料としてトリメチルガリウム(TMG)、トリメチル
アルミニウム(TMA)、トリメチルインジウム(TM
In)、P型不純物としてビスシクロペンタデイエニル
マグネシウム(Cp2Mg)、N型不純物としてモノシ
ラン(SiH4)を用い、キャリヤガスとしてH2または
2を用いる。
(Embodiment 8) FIG. 12 is a schematic sectional view of a gallium nitride-based compound semiconductor laser manufactured according to an embodiment of the present invention. A metal-organic compound vapor phase epitaxy method (hereinafter referred to as MOCV) is used to fabricate a gallium nitride-based compound semiconductor laser.
D method) and Sapphire (000 as a substrate
1) Substrate, ammonia NH 3 as a group V raw material, trimethylgallium (TMG), trimethylaluminum (TMA), trimethylindium (TM) as a group III raw material
In), biscyclopentadienyl magnesium (Cp 2 Mg) as a P-type impurity, monosilane (SiH 4 ) as an N-type impurity, and H 2 or N 2 as a carrier gas.

【0063】図18(1)〜(5)に基づいて詳細に説
明する。1回目の結晶成長を行うため、Sapphir
e(0001)基板20をMOCVD装置のサセプタ上
に導入し、基板温度1200℃程度まで昇温し、表面処
理を施す。次に、Sapphire(0001)基板2
0の基板温度を500〜650℃程度(例えば550
℃)まで降温し、Sapphire(0001)基板2
0にAl0.1Ga0.9Nバッファ21を500Å〜2μm
程度(例えば2μm)成長し、次に、基板温度を100
0℃程度まで昇温し、n型GaNバッファ層2の上にn
型Al0.1Ga0.9Nクラッド層3を0.7〜1μm程度
(例えば0.7μm)成長し、基板温度を800〜85
0℃程度(例えば830℃)に降温しノンドープIn
0.32Ga0.68N活性層14を10〜800Å(例えば2
0Å)成長し、次に、基板温度を1000℃程度まで昇
温しMgドープAl0.1Ga0.9Nクラッド層5を0.1
〜0.3μm程度(例えば0.3μm)成長し、さら
に、基板温度を800〜850℃程度(例えば820
℃)に降温しMgドープAlNエッチストップ層33を
30Å成長し、基板温度を1000℃程度まで昇温しM
gドープAl0.1Ga0.9Nクラッド層8を0.7〜0.
9μm程度(例えば0.75μm)、MgドープGaN
コンタクト層9を0.5μm成長する(図18
(1))。
Detailed description will be made with reference to FIGS. 18 (1) to 18 (5). In order to perform the first crystal growth, Sapphir
The e (0001) substrate 20 is introduced onto the susceptor of the MOCVD apparatus, the substrate temperature is raised to about 1200 ° C., and surface treatment is performed. Next, the Sapphire (0001) substrate 2
The substrate temperature of 0 is about 500 to 650 ° C. (for example, 550
℃), Sapphire (0001) substrate 2
Al 0.1 Ga 0.9 N buffer 21 at 500 Å ~ 2 μm
Growth (for example, 2 μm), and then the substrate temperature is set to 100.
The temperature is raised to about 0 ° C., and n is formed on the n-type GaN buffer layer 2.
Type Al 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 3 is grown to a thickness of about 0.7 to 1 μm (for example, 0.7 μm), and the substrate temperature is set to 800 to 85.
The temperature is lowered to about 0 ° C. (for example, 830 ° C.) and undoped In
0.32 Ga 0.68 N active layer 14 of 10 to 800 Å (for example, 2
Growth, then the substrate temperature is raised to about 1000 ° C. and the Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 5 is grown to 0.1
.About.0.3 .mu.m (eg 0.3 .mu.m), and the substrate temperature is about 800 to 850.degree. C. (eg 820).
(C) and the Mg-doped AlN etch stop layer 33 is grown to 30 Å, and the substrate temperature is raised to about 1000 ° C.
The g-doped Al 0.1 Ga 0.9 N cladding layer 8 has a thickness of 0.7 to 0.
About 9 μm (for example, 0.75 μm), Mg-doped GaN
The contact layer 9 is grown to 0.5 μm (FIG. 18).
(1)).

【0064】一旦、ウエハーを成長室から取り出し、M
gドープGaNコンタクト層9の上にレジストマスク1
3を形成し、通常のフォトリソグラフィを用いてMgド
ープGaNコンタクト層9の上のレジストマスク13を
ストライプ状に残す(図18(2))。
Once the wafer is taken out of the growth chamber, M
Resist mask 1 on the g-doped GaN contact layer 9
3 is formed, and the resist mask 13 on the Mg-doped GaN contact layer 9 is left in a stripe shape by using ordinary photolithography (FIG. 18 (2)).

【0065】このウエハーをドライエッチングを行うた
めECR−RIBE装置内に導入し、マイクロ波2.4
5GHz、マイクロ波電圧200W、反応室圧力1mT
orr、自己バイアス電圧約140(−V)、ガス種B
Cl3/Ar又はCCl22/Arの条件にて、Mgド
ープGaNコンタクト層9及びMgドープAl0.1Ga
0.9Nクラッド層8をMgドープAlNエッチストップ
層33の表面が露出するまでドライエッチングする(図
18(3))。
This wafer was introduced into an ECR-RIBE apparatus for dry etching, and microwave 2.4 was used.
5 GHz, microwave voltage 200 W, reaction chamber pressure 1 mT
orr, self-bias voltage of about 140 (-V), gas type B
Under the condition of Cl 3 / Ar or CCl 2 F 2 / Ar, Mg-doped GaN contact layer 9 and Mg-doped Al 0.1 Ga
The 0.9 N cladding layer 8 is dry-etched until the surface of the Mg-doped AlN etch stop layer 33 is exposed (FIG. 18 (3)).

【0066】上記条件の下ではGaN層はエッチングさ
れるが、AlN層はエッチングされないことより、Mg
ドープAlNエッチストップ層33の表面で自動的にエ
ッチングが停止する。次に、n型用電極付けを行うため
にn型GaNバッファ層2の表面が露出するまでエッチ
ングする。有機溶剤にてレジストマスク13を除去する
(図18(4))。
Under the above conditions, the GaN layer is etched, but the AlN layer is not etched.
Etching automatically stops at the surface of the doped AlN etch stop layer 33. Next, etching is performed until the surface of the n-type GaN buffer layer 2 is exposed in order to attach an n-type electrode. The resist mask 13 is removed with an organic solvent (FIG. 18 (4)).

【0067】次に、N2雰囲気、700℃にて熱アニー
リングを行いMgドープ層をp型に変化させる。次に、
絶縁体膜12を形成し、その上にp型用電極10、n型
GaN層2にn型用電極11を形成する(図18
(5))。
Next, thermal annealing is performed at 700 ° C. in an N 2 atmosphere to change the Mg-doped layer to p-type. next,
An insulator film 12 is formed, and a p-type electrode 10 and an n-type electrode 11 on the n-type GaN layer 2 are formed thereon (FIG. 18).
(5)).

【0068】本実施例では、AlNエッチストップ層の
膜厚を30Åにしたが、10〜50Åの範囲であればよ
い。膜厚が50Åを超えると、このエッチストップ層に
よるレーザ光吸収が急増し、レーザ出力の効率が悪化す
る。逆に10Åより薄くなると、成膜時の膜厚制御が困
難であり、また、エッチング時のストップ層として十分
な役割を果たさなくなる。したがって、10〜50Åが
好ましい。
In the present embodiment, the film thickness of the AlN etch stop layer is set to 30Å, but it may be in the range of 10 to 50Å. If the film thickness exceeds 50 Å, the laser light absorption by this etch stop layer increases sharply and the efficiency of laser output deteriorates. On the other hand, if the thickness is less than 10Å, it is difficult to control the film thickness during film formation, and the film does not play a sufficient role as a stop layer during etching. Therefore, 10 to 50Å is preferable.

【0069】また、本実施の形態の窒化ガリウム系化合
物半導体化合物レーザでは、エッチストップ層にAlの
含有量が少ないほど、低いレーザの動作電圧で駆動が可
能となり、InNをエッチストップ層とした場合、最も
低電圧駆動することができた。
In the gallium nitride-based compound semiconductor compound laser of the present embodiment, the lower the Al content in the etch stop layer, the lower the operating voltage of the laser that can be driven, and InN is used as the etch stop layer. , Was able to drive the lowest voltage.

【0070】(実施例9)図15に本発明の窒化ガリウ
ム系化合物半導体リッジ導波路型埋め込みレーザの断面
模式を示す。
(Embodiment 9) FIG. 15 shows a schematic sectional view of a gallium nitride-based compound semiconductor ridge waveguide type embedded laser of the present invention.

【0071】リッジ側面及エッチストップ層を埋め込む
ため、埋め込み層40を設けたこと以外は実施例3と同
様である。ここで、埋め込み層40は高抵抗GaN又は
Al0.1Ga0.9N層、絶縁体例えばSiO2,Si
34、ポリイミド等を用いる。埋め込み層40を設ける
ことによりジャンクションダウンにてレーザ素子をパッ
ケージ及サブマウントに容易に載置が可能となり、レー
ザ素子の放熱がより効率よくできるようになり、信頼性
に優れた窒化ガリウム系化合物半導体リッジ導波路型埋
め込みレーザが提供できる。また、リッジ導波路の両側
を屈折率の違う層で埋め込むことができるので、横モー
ドの安定化が図れる。
The third embodiment is the same as the third embodiment except that the buried layer 40 is provided to fill the ridge side surface and the etch stop layer. Here, the buried layer 40 is a high resistance GaN or Al 0.1 Ga 0.9 N layer, an insulator such as SiO 2 , Si.
3 N 4 , polyimide or the like is used. By providing the burying layer 40, the laser element can be easily mounted on the package and the submount by junction down, the heat dissipation of the laser element can be more efficiently performed, and the gallium nitride compound semiconductor having excellent reliability is provided. A ridge waveguide type embedded laser can be provided. Further, since both sides of the ridge waveguide can be filled with layers having different refractive indexes, the transverse mode can be stabilized.

【0072】(実施例10)図16に本発明の窒化ガリ
ウム系化合物半導体リッジ導波路型埋め込みレーザの断
面模式図を示す。
(Embodiment 10) FIG. 16 shows a schematic sectional view of a gallium nitride compound semiconductor ridge waveguide type embedded laser of the present invention.

【0073】リッジ側面及エッチストップ層を埋め込む
ため、埋め込み層40を設けたこと以外は実施例3と同
様である。ここで、埋め込み層40は高抵抗GaN又は
Al0.1Ga0.9N層、絶縁体例えばSiO2,Si
34、ポリイミド等を用いる。埋め込み層40を設ける
ことによりジャンクションダウンにてレーザ素子をパッ
ケージ及サブマウントに容易に載置が可能となり、レー
ザ素子の放熱がより効率よくできるようになり、信頼性
に優れた窒化ガリウム系化合物半導体リッジ導波路型埋
め込みレーザが提供できる。
The third embodiment is the same as the third embodiment except that the buried layer 40 is provided to fill the side surface of the ridge and the etch stop layer. Here, the buried layer 40 is a high resistance GaN or Al 0.1 Ga 0.9 N layer, an insulator such as SiO 2 , Si.
3 N 4 , polyimide or the like is used. By providing the burying layer 40, the laser element can be easily mounted on the package and the submount by junction down, the heat dissipation of the laser element can be more efficiently performed, and the gallium nitride compound semiconductor having excellent reliability is provided. A ridge waveguide type embedded laser can be provided.

【0074】[0074]

【発明の効果】本発明によれば、窒化ガリウム系化合物
半導体発光素子の作製において、窒化ガリウム系半導体
からなる電流狭窄層の一部をエッチングする際、AlG
aInN層がエッチストップ層として働くのでエッチン
グの再現性が良好である。
According to the present invention, when a part of a current confinement layer made of a gallium nitride based semiconductor is etched in the production of a gallium nitride based compound semiconductor light emitting device, AlG is used.
Since the aInN layer functions as an etch stop layer, the reproducibility of etching is good.

【0075】また、窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子の作製において、窒化ガリウム系化合物半導体をエッ
チングしてリッジ構造を形成する際、AlGaInN層
がエッチストップ層として働くのでエッチングの再現性
が良好である。
Further, in the production of the gallium nitride compound semiconductor light emitting device, when the gallium nitride compound semiconductor is etched to form the ridge structure, the AlGaInN layer acts as an etch stop layer, so that the etching reproducibility is good.

【0076】上記により、内部電流狭窄型、リッジ導波
路型窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の作製が可能
となる。
As described above, it becomes possible to manufacture an internal current confinement type ridge waveguide type gallium nitride compound semiconductor light emitting device.

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

【図1】本発明の窒化ガリウム系電流狭窄型化合物半導
体レーザの断面摸式図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a gallium nitride-based current confinement type compound semiconductor laser of the present invention.

【図2】本発明の窒化ガリウム系電流狭窄型化合物半導
体レーザの断面摸式図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of a gallium nitride-based current confinement type compound semiconductor laser of the present invention.

【図3】本発明の窒化ガリウム系リッジ導波路型化合物
半導体レーザの断面摸式図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view of a gallium nitride-based ridge waveguide type compound semiconductor laser of the present invention.

【図4】本発明の窒化ガリウム系リッジ導波路型化合物
半導体レーザの断面摸式図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view of a gallium nitride-based ridge waveguide type compound semiconductor laser of the present invention.

【図5】本発明の窒化ガリウム系電流狭窄型化合物半導
体レーザの作製工程摸式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram of a manufacturing process of a gallium nitride-based current confinement type compound semiconductor laser of the present invention.

【図6】本発明の窒化ガリウム系電流狭窄型化合物半導
体レーザの作製工程摸式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram of a manufacturing process of a gallium nitride-based current confinement type compound semiconductor laser of the present invention.

【図7】本発明の窒化ガリウム系リッジ導波路型半導体
レーザの作製工程摸式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram of a manufacturing process of a gallium nitride-based ridge waveguide type semiconductor laser of the present invention.

【図8】本発明の窒化ガリウム系リッジ導波路型半導体
レーザの作製工程摸式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram of a manufacturing process of a gallium nitride-based ridge waveguide type semiconductor laser of the present invention.

【図9】本発明の窒化ガリウム系電流狭窄型化合物半導
体レーザの断面摸式図である。
FIG. 9 is a schematic sectional view of a gallium nitride-based current confinement type compound semiconductor laser of the present invention.

【図10】本発明の窒化ガリウム系電流狭窄型化合物半
導体レーザの断面摸式図である。
FIG. 10 is a schematic sectional view of a gallium nitride-based current confinement type compound semiconductor laser of the present invention.

【図11】本発明の窒化ガリウム系リッジ導波路型半導
体レーザの断面摸式図である。
FIG. 11 is a schematic sectional view of a gallium nitride-based ridge waveguide type semiconductor laser of the present invention.

【図12】本発明の窒化ガリウム系リッジ導波路型半導
体レーザの断面摸式図である。
FIG. 12 is a schematic sectional view of a gallium nitride-based ridge waveguide type semiconductor laser of the present invention.

【図13】本発明の窒化ガリウム系リッジ導波路型埋め
込み型半導体レーザの断面摸式図である。
FIG. 13 is a schematic sectional view of a gallium nitride-based ridge waveguide type buried semiconductor laser of the present invention.

【図14】本発明の窒化ガリウム系リッジ導波路型埋め
込み型半導体レーザの断面摸式図である。
FIG. 14 is a schematic sectional view of a gallium nitride-based ridge waveguide type buried semiconductor laser of the present invention.

【図15】本発明の窒化ガリウム系電流狭窄型化合物半
導体レーザの作製工程摸式図である。
FIG. 15 is a schematic diagram of a manufacturing process of a gallium nitride-based current confinement type compound semiconductor laser of the present invention.

【図16】本発明の窒化ガリウム系電流狭窄型化合物半
導体レーザの作製工程摸式図である。
FIG. 16 is a schematic diagram of a manufacturing process of a gallium nitride-based current confinement type compound semiconductor laser of the present invention.

【図17】本発明の窒化ガリウム系リッジ導波路型化合
物半導体レーザの作製工程摸式図である。
FIG. 17 is a schematic diagram of a manufacturing process of a gallium nitride-based ridge waveguide type compound semiconductor laser of the present invention.

【図18】本発明の窒化ガリウム系リッジ導波路型化合
物半導体レーザの作製工程摸式図である。
FIG. 18 is a schematic diagram of a manufacturing process of a gallium nitride-based ridge waveguide type compound semiconductor laser of the present invention.

【図19】従来の窒化ガリウム系リッジ導波路型化合物
化合物半導体レーザの断面摸式図である。
FIG. 19 is a schematic sectional view of a conventional gallium nitride-based ridge waveguide type compound compound semiconductor laser.

【図20】従来の窒化ガリウム系内部電流狭窄型化合物
半導体レーザの断面摸式図である。
FIG. 20 is a schematic sectional view of a conventional gallium nitride-based internal current confinement type compound semiconductor laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 低抵抗n型6H−SiC(0001)基板 2 n型GaNバッファ層 3 n型Al0.1Ga0.9Nクラッド層 4 ノンドープIn0.15Ga0.85N活性層 5、8 MgドープAl0.1Ga0.9Nクラッド層 6 MgドープInNエッチストップ層 7 n型GaN内部電流狭窄層 8 MgドープAl0.15Ga0.85Nクラッド層 9 MgドープGaNキャップ層 10 p型用電極 11 n型用電極 12 絶縁体膜 13 レジストマスク 14 ノンドープIn0.32Ga0.68N活性層 20 Sapphire(0001)基板 21 GaN系バッファ層 30 In0.5Ga0.5Nエッチストップ層 31 In0.32Ga0.68Nエッチストップ層 32 In0.9Al0.05Ga0.05Nエッチストップ層 33 AlNエッチストップ層 40 埋め込み層1 Low Resistance n-type 6H-SiC (0001) Substrate 2 n-type GaN Buffer Layer 3 n-type Al 0.1 Ga 0.9 N Cladding Layer 4 Non-doped In 0.15 Ga 0.85 N Active Layer 5, 8 Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N Cladding Layer 6 Mg-doped InN etch stop layer 7 n-type GaN internal current confinement layer 8 Mg-doped Al 0.15 Ga 0.85 N-clad layer 9 Mg-doped GaN cap layer 10 p-type electrode 11 n-type electrode 12 Insulator film 13 Resist mask 14 Non-doped In 0.32 Ga 0.68 N active layer 20 Sapphire (0001) substrate 21 GaN-based buffer layer 30 In 0.5 Ga 0.5 N etch stop layer 31 In 0.32 Ga 0.68 N etch stop layer 32 In 0.9 Al 0.05 Ga 0.05 N etch stop layer 33 AlN etch stop Layer 40 Embedded layer

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも活性層上の第二導電型クラッ
ド層の上に該クラッド層と同一導電型のドライエッチス
トップ層が形成されたことを特徴とする窒化ガリウム系
化合物半導体発光素子。
1. A gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device comprising a dry-etch stop layer of the same conductivity type as that of the cladding layer formed on at least the second-conductivity-type cladding layer on the active layer.
【請求項2】 前記ドライエッチストップ層として、A
uInvGa1-u-vN(0≦u、0<v、u+v≦1)
を用いてなることを特徴とする請求項1に記載の窒化ガ
リウム系化合物半導体発光素子。
2. The dry etch stop layer comprises A
l u In v Ga 1-uv N (0 ≦ u, 0 <v, u + v ≦ 1)
The gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記ドライエッチストップ層として、I
nNを用いてなり、前記ドライエッチストップ層の膜厚
が10〜50Åであることを特徴とする請求項1に記載
の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
3. The dry etch stop layer comprises I
2. The gallium nitride-based compound semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the dry etch stop layer is made of nN and has a film thickness of 10 to 50Å.
【請求項4】 第一導電型を有する基板と、その基板上
に第一導電型バッファ層、第一導電型クラッド層、その
第一クラッド層上に形成された活性層と、その活性層上
に形成された第二導電型を有するクラッド層、その第二
クラッド層上に積層された第二導電型を有するドライエ
ッチストップ層と、このドライエッチストップ層上に一
部が除去されて積層された第一導電型内部電流狭窄層、
第二導電型クラッド層及び第二導電型層から積層された
ことを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子。
4. A substrate having a first conductivity type, a first conductivity type buffer layer, a first conductivity type clad layer, an active layer formed on the first clad layer, and an active layer on the substrate. A clad layer having a second conductivity type formed on the dry clad layer, a dry etch stop layer having a second conductivity type laminated on the second clad layer, and a layer partially removed on the dry etch stop layer. First conductivity type internal current confinement layer,
A gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device comprising a second-conductivity-type cladding layer and a second-conductivity-type layer.
【請求項5】 非導電型基板と、その基板上に第一バッ
ファ層、第一導電型を有する第二バッファ層、第一導電
型クラッド層、その第一クラッド層上に形成された 活
性層と、その活性層上に形成された第二導電型を有すク
ラッド層、その第二クラッド層上に積層された第二導電
型を有するドライエッチストップ層と、このドライエッ
チストップ層上に一部が除去されて積層された第一導電
型内部電流狭窄層、第二導電型クラッド層及び第二導電
型層から積層されたことを特徴とする窒化ガリウム系化
合物半導体発光素子。
5. A non-conductivity type substrate, a first buffer layer on the substrate, a second buffer layer having a first conductivity type, a first conductivity type clad layer, and an active layer formed on the first clad layer. A clad layer having a second conductivity type formed on the active layer, a dry etch stop layer having a second conductivity type laminated on the second clad layer, and a dry etch stop layer formed on the dry etch stop layer. A gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device, comprising: a first conductivity type internal current confinement layer, a second conductivity type clad layer, and a second conductivity type layer, which are laminated by removing a portion thereof.
【請求項6】 第一導電型を有する基板と、その基板上
に第一導電型バッファ層、第一導電型クラッド層、その
第一クラッド層上に形成された活性層と、その活性層上
に形成された第二導電型を有するクラッド層、その第二
クラッド層上に積層された第二導電型を有するドライエ
ッチストップ層と、このドライエッチストップ層上に部
分的に積層されてなる第二導電型クラッド層及び第二導
電型層から積層されたことを特徴とする窒化ガリウム系
化合物半導体発光素子。
6. A substrate having a first conductivity type, a first conductivity type buffer layer, a first conductivity type clad layer, an active layer formed on the first clad layer, and an active layer on the substrate. A clad layer having a second conductivity type formed on the first clad layer, a dry etch stop layer having a second conductivity type laminated on the second clad layer, and a first layer partially laminated on the dry etch stop layer. A gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device, characterized by being laminated from a two-conductivity type clad layer and a second-conductivity type layer.
【請求項7】 非導電型基板と、その基板上に第一バッ
ファ層、導電型を有する第二バッファ層、第一導電型ク
ラッド層、その第一クラッド層上に形成された活性層
と、その活性層上に形成された第二導電型を有するクラ
ッド層、その第二クラッド層上に積層された第二導電型
を有するドライエッチストップ層と、このドライエッチ
ストップ層上に部分的に積層されてなる第二導電型クラ
ッド層及び第二導電型コンタクト層から積層されたこと
を特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
7. A non-conductive type substrate, a first buffer layer on the substrate, a second buffer layer having a conductive type, a first conductive type clad layer, and an active layer formed on the first clad layer. A clad layer having a second conductivity type formed on the active layer, a dry etch stop layer having a second conductivity type laminated on the second clad layer, and partially laminated on the dry etch stop layer. A gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device, characterized in that it is laminated from a second conductivity type cladding layer and a second conductivity type contact layer.
【請求項8】 前記、ドライエッチストップ層がAlu
InvGa1-u-vN(0≦u、0<v、u+v≦1)、活
性層がInyGa1-yN(0≦y≦1:x=0のときy≠
0)、クラッド層がAlxGa1-xN(0≦x<1)から
構成されたことを特徴とする請求項4乃至6のいずれか
に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
8. The dry etch stop layer is Al u.
In v Ga 1-uv N (0 ≦ u, 0 <v, u + v ≦ 1), the active layer is In y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1: when y = 0, y ≠
0) and the clad layer is made of Al x Ga 1-x N (0 ≦ x <1), wherein the gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device according to any one of claims 4 to 6.
【請求項9】 第一導電型を有する基板上に、第一導電
型GaNバッファ層、第一導電型AlxGa1-xN(0≦
x<1)クラッド層を形成する工程と、その第一クラッ
ド層上に形成されたInyGa1-yN(0≦y≦1:x=
0のときy≠0)活性層と、その活性層上に第二導電型
を有するAlxGa1-xN(0≦x<1)クラッド層、そ
の第二クラッド層上に積層された第二導電型を有するA
uInvGa1-u-vN(0≦u、0<v、u+v≦1)
ドライエッチストップ層を順次積層する工程と、このド
ライエッチストップ層上に積層された第一導電型GaN
及びAlzGa1-zN(0≦z<1)電流狭窄層を、Al
uInvGa1-u-vN(0≦u、0<v、u+v≦1)ド
ライエッチストップ層までエッチングする工程とを含む
ことを特徴とする請求項4に記載の窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子の製造方法。
9. A first-conductivity-type GaN buffer layer and a first-conductivity-type Al x Ga 1-x N (0 ≦ 0) on a substrate having the first-conductivity type.
x <1) a step of forming a cladding layer, and In y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1: x = formed on the first cladding layer
When y = 0, an active layer, an Al x Ga 1-x N (0 ≦ x <1) clad layer having a second conductivity type on the active layer, a first clad layer laminated on the second clad layer A with dual conductivity type
l u In v Ga 1-uv N (0 ≦ u, 0 <v, u + v ≦ 1)
A step of sequentially stacking a dry etch stop layer and a first conductivity type GaN stacked on the dry etch stop layer
And Al z Ga 1-z N (0 ≦ z <1) current confinement layer with Al
u In v Ga 1-uv N (0 ≦ u, 0 <v, u + v ≦ 1) etching up to the dry etch stop layer is included. The gallium nitride-based compound semiconductor light emitting device according to claim 4. Manufacturing method.
【請求項10】 非導電型基板と、その基板上にAl
N、GaNまたはAlwGa1-wN(0<w<1)第一バ
ッファ層、第一導電型を有するGaN第二バッファ層、
第一導電型AlxGa1-xN(0≦x<1)クラッド層を
形成する工程と、その第一クラッド層上に形成されたI
yGa1-yN(0≦y≦1:x=0のときy≠0)活性
層と、その活性層上に第二導電型を有するAlxGa1-x
N(0≦x<1)クラッド層、その第二クラッド層上に
第二導電型を有するAluInvGa1-u-vN(0≦u、
0<v、u+v≦1)ドライエッチストップ層を順次積
層する工程と、このドライエッチストップ層上に積層さ
れた第一導電型GaN及びAlzGa1-zN(0≦z<
1)電流狭窄層を、AluInvGa1-u-vN(0≦u、
0<v、u+v≦1)ドライエッチストップ層までエッ
チングする工程とを含むことを特徴とする請求項5に記
載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。
10. A non-conductive substrate and Al on the substrate.
N, GaN or Al w Ga 1-w N (0 <w <1) first buffer layer, GaN second buffer layer having first conductivity type,
A step of forming a first conductivity type Al x Ga 1-x N (0 ≦ x <1) clad layer, and I formed on the first clad layer
n y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1: y ≠ 0 when x = 0) active layer, and Al x Ga 1-x having the second conductivity type on the active layer
N (0 ≦ x <1) clad layer, Al u In v Ga 1 -uv N (0 ≦ u, having a second conductivity type on the second clad layer)
0 <v, u + v ≦ 1) a step of sequentially stacking a dry etch stop layer, and a first conductivity type GaN and Al z Ga 1 -z N (0 ≦ z <which are stacked on the dry etch stop layer.
1) The current confinement layer is formed of Al u In v Ga 1-uv N (0 ≦ u,
0 <v, u + v ≦ 1) etching to the dry etch stop layer is included, and the method for manufacturing a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device according to claim 5.
【請求項11】 第一導電型を有する基板と、その基板
上に第一導電型GaNバッファ層、第一導電型Alx
1-xN(0≦x<1)クラッド層を形成する工程と、
その第一クラッド層上に形成されたInyGa1-yN(0
≦y≦1:x=0のときy≠0)活性層と、その活性層
上に第二導電型を有するAlxGa1-xN(0≦x<1)
クラッド層、その第二クラッド層上に第二導電型を有す
るAluInvGa1-u-vN(0≦u、0<v、u+v≦
1)ドライエッチストップ層を順次積層する工程と、こ
のドライエッチストップ層上に積層されてなる第二導電
型AlxGa1-xN(0≦x<1)クラッド層及び第二導
電型GaN層をAluInvGa1-u-vN(0≦u、0<
v、u+v≦1)ドライエッチストップ層までエッチン
グする工程とを含むことを特徴とする請求項6に記載の
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。
11. A substrate having a first conductivity type, a first conductivity type GaN buffer layer, and a first conductivity type Al x G on the substrate.
a 1-x N (0 ≦ x <1) forming a clad layer,
In y Ga 1-y N (0 formed on the first cladding layer
≦ y ≦ 1: y ≠ 0 when x = 0) and an Al x Ga 1-x N (0 ≦ x <1) having a second conductivity type on the active layer.
A clad layer, Al u In v Ga 1-uv N (0 ≦ u, 0 <v, u + v ≦ having a second conductivity type on the second clad layer.
1) A step of sequentially stacking a dry etch stop layer, and a second conductivity type Al x Ga 1-x N (0 ≦ x <1) cladding layer and a second conductivity type GaN that are stacked on the dry etch stop layer The layer is made of Al u In v Ga 1-uv N (0 ≦ u, 0 <
v, u + v ≦ 1) etching to the dry etch stop layer is included, and the method for manufacturing a gallium nitride-based compound semiconductor light emitting device according to claim 6.
【請求項12】 非導電型基板と、その基板上にAl
N、GaNまたはAlwGa1-wN(0<w<1)第一バ
ッファ層、第一導電型を有するGaN第二バッファ層、
第一導電型AlxGa1-xN(0≦x<1)クラッド層を
形成する工程と、その第一クラッド層上に形成されたI
yGa1-yN(0≦y≦1:x=0のときy≠0)活性
層と、その活性層上に第二導電型を有するAlxGa1-x
N(0≦x<1)クラッド層、その第二クラッド層上に
第二導電型を有するAluInvGa1-u-vN(0≦u、
0<v、u+v≦1)ドライエッチストップ層を順次積
層する工程と、このドライエッチストップ層上に積層さ
れてなる第二導電型AlxGa1-xN(0≦x<1)クラ
ッド層及び第二導電型GaN層をAluInvGa1 -u-v
N(0≦u、0<v、u+v≦1)ドライエッチストッ
プ層までエッチングする工程とを含むことを特徴とする
請求項7に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の製造方法。
12. A non-conductive substrate and Al on the substrate.
N, GaN or Al w Ga 1-w N (0 <w <1) first buffer layer, GaN second buffer layer having first conductivity type,
A step of forming a first conductivity type Al x Ga 1-x N (0 ≦ x <1) clad layer, and I formed on the first clad layer
n y Ga 1-y N (0 ≦ y ≦ 1: y ≠ 0 when x = 0) active layer, and Al x Ga 1-x having the second conductivity type on the active layer
N (0 ≦ x <1) cladding layer, Al u In v Ga 1-uv N (0 ≦ u, having a second conductivity type on the second cladding layer
0 <v, u + v ≦ 1) a step of sequentially stacking dry etch stop layers, and a second conductivity type Al x Ga 1-x N (0 ≦ x <1) cladding layer stacked on the dry etch stop layers And a second conductivity type GaN layer with Al u In v Ga 1 -uv
8. A method of manufacturing a gallium nitride-based compound semiconductor light emitting device according to claim 7, further comprising the step of etching up to N (0 ≦ u, 0 <v, u + v ≦ 1) dry etch stop layer.
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JP2000164987A (en) * 1998-11-26 2000-06-16 Sony Corp Semiconductor light emitting element and manufacture thereof
US6870870B2 (en) 2001-06-11 2005-03-22 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device and process for producing the same
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US7508001B2 (en) 2004-06-21 2009-03-24 Panasonic Corporation Semiconductor laser device and manufacturing method thereof

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