JP2002016000A

JP2002016000A - 窒化物系半導体素子および窒化物系半導体基板

Info

Publication number: JP2002016000A
Application number: JP2000192721A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Hata; 雅幸畑
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2000-06-27
Publication date: 2002-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】良好な結晶性を有する窒化物系半導体層を成
長させることが可能な窒化物系半導体基板を提供するこ
とである。【解決手段】ｎ−ＧａＮオフ基板１は、（０００１）
面から１〜２０°の範囲内の所定の角度で傾斜したオフ
面を有する。この場合、オフ面の傾斜方向は＜１１-2０
＞方向から±７°の範囲内の所定の方向である。このよ
うなオフ面を有するｎ−ＧａＮオフ基板１上に窒化物系
半導体層を成長させる場合、窒化物系半導体層の結晶成
長が主としてステップフローモードで起こる。このた
め、このようなｎ−ＧａＮオフ基板１を用いることによ
り、良好な結晶性を有する窒化物系半導体層が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、III 族窒化物系半
導体（以下、窒化物系半導体と呼ぶ）を用いた発光ダイ
オード素子、半導体レーザ素子、受光素子、トランジス
タ等の窒化物系半導体素子およびこのような窒化物系半
導体素子に用いられる窒化物系半導体基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＧａＮ等の窒化物系半導体を用い
た半導体素子の研究開発が進められている。

【０００３】図１１は従来の窒化物系半導体レーザ素子
の例を示す模式的な断面図である。図１１に示すよう
に、半導体レーザ素子は、サファイア基板８１上にバッ
ファ層８２、アンドープＧａＮ層８３、ｎ−ＧａＮコン
タクト層８４、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層８５、ｎ−Ｇ
ａＮ光ガイド層８６、発光層８７、ｐ−ＧａＮ光ガイド
層８８が順に形成されてなる。ｐ−ＧａＮ光ガイド層８
８の所定幅の領域上にリッジ状にｐ−ＡｌＧａＮクラッ
ド層８９が形成されており、このリッジ状のｐ−ＡｌＧ
ａＮクラッド層８９の側面に電流狭窄層９１が形成され
ている。さらに、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層８９の上面
および電流狭窄層９１上にｐ−ＧａＮコンタクト層９０
が形成されている。ｐ−ＧａＮコンタクト層９０からｎ
−ＧａＮコンタクト層８４までの一部領域が除去されて
ｎ−ＧａＮコンタクト層８４が露出し、メサ形状が形成
されている。露出したｎ−ＧａＮコンタクト層８４の所
定領域上にｎ電極９３が形成され、ｐ−ＧａＮコンタク
ト層９０の所定領域上にｐ電極９２が形成されている。

【０００４】図１１に示す半導体レーザ素子において、
発光層８７で発生した光の閉じ込めを効果的に行うた
め、および良好な垂直方向の遠視野像を得るためには、
ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層８５とｎ−ＧａＮ光ガイド層
８６との屈折率の差およびｐ−ＡｌＧａＮクラッド層８
９とｐ−光ガイド層８８との屈折率の差を大きくする
か、または、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層８５およびｐ−
ＡｌＧａＮクラッド層８９の厚さを大きくする必要があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ｎ−ＡｌＧａＮクラッ
ド層８５とｎ−ＧａＮ光ガイド層８６との屈折率の差、
およびｐ−ＡｌＧａＮクラッド層８９とｐ−光ガイド層
８８との屈折率の差を大きくする方法としては、ｎ−Ａ
ｌＧａＮクラッド層８５およびｐ−ＡｌＧａＮクラッド
層８９のＡｌ組成を大きくすることが考えられる。

【０００６】しかしながら、結晶成長中におけるＡｌ原
子の表面拡散が小さいことから、ｎ−ＡｌＧａＮクラッ
ド層８５およびｐ−ＡｌＧａＮクラッド層８９において
Ａｌ組成を大きくすると、これらの層８５，８９におい
て良好な結晶性を実現することが困難となる。

【０００７】また、Ａｌ組成の大きなｐ−ＡｌＧａＮク
ラッド層８９およびｎ−ＡｌＧａＮクラッド層８５にお
いて結晶性の向上を図るためには、これらの層８５，８
９の成長時の基板温度を高くする必要がある。しかしな
がら、これらの層８５，８９を高温で成長させた場合に
おいても、十分に良好な結晶性を得ることはできない。

【０００８】さらに、この場合、ＡｌＧａＮの格子定数
がＧａＮの格子定数よりも小さいことから、上記のよう
にＡｌ組成が大きく結晶性が劣化したｎ−ＡｌＧａＮク
ラッド層８５およびｐ−ＡｌＧａＮクラッド層８９にお
いては、クラックが発生しやすくなる。

【０００９】ところで、通常、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド
層８９においてはＭｇの活性化率が低いためキャリア濃
度を高くすることが困難であり、特に、前述のようにＡ
ｌ組成の大きなｐ−ＡｌＧａＮクラッド層８９において
は、結晶性が劣化しているためキャリア濃度を高くする
ことができない。

【００１０】以上のことから、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド
層８５およびｐ−ＡｌＧａＮクラッド層８９においては
Ａｌ組成を大きくすることが困難である。

【００１１】一方、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層８５およ
びｐ−ＡｌＧａＮクラッド層８９の厚さを大きくする場
合においても、前述のようにＡｌＧａＮの格子定数がＧ
ａＮの格子定数よりも小さいことから、これらの層８
５，８９においてクラックが発生しやすくなる。このた
め、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層８５およびｐ−ＡｌＧａ
Ｎクラッド層８９においては膜厚を大きくすることが困
難である。

【００１２】以上のように、上記の半導体レーザ素子に
おいては、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層８５およびｐ−Ａ
ｌＧａＮクラッド層８９におけるＡｌ組成および膜厚を
大きくすることが困難であるため、半導体レーザ素子の
素子特性の向上を図ることが困難である。

【００１３】一方、窒化物系半導体からなる受光素子、
特に３００ｎｍよりも波長の短い紫外線領域の光に対し
て高い感度を有する受光素子においては、受光部のＡｌ
ＧａＮ層のＡｌ組成および膜厚を大きくする必要があ
る。

【００１４】しかしながら、前述のように、Ａｌ組成お
よび膜厚の大きなＡｌＧａＮ層においては結晶性が劣化
しやすくクラックが発生しやすい。このため、受光部の
ＡｌＧａＮ層のＡｌ組成および膜厚を大きくすることは
困難である。したがって、短波長の光に対して高い感度
を有する受光素子を実現することは困難である。

【００１５】ところで、サファイア基板上にＧａＮ系半
導体層が形成されてなる窒化物系半導体素子において
は、サファイア基板とＧａＮ系半導体層との間の格子定
数の差が大きい。このため、サファイア基板上に形成さ
れたＧａＮ系半導体層は多くの転位を含んでおり結晶性
が劣化している。したがって、サファイア基板を用いた
窒化物系半導体素子においては、良好な素子特性を実現
することが困難である。

【００１６】そこで、サファイア基板の代わりに、サフ
ァイア基板に比べて窒化物系半導体に近い格子定数を有
するＳｉＣ基板やＧａＮ基板を用いた窒化物系半導体素
子の研究が進められている。

【００１７】さらに、ＳｉＣ基板においては、表面に傾
斜面（オフ面）を形成することにより、基板上に形成す
る窒化物系半導体層の結晶性の向上を図る試みが行われ
ている。

【００１８】例えば、特開平１１−２３３３９１号にお
いては、Ｓｉ結晶の（０００１）Ｓｉ面に対して０．０
２度ないし０．６度の範囲内で傾斜した面（オフ面）を
有するＳｉＣ基板が開示されている。このような角度で
傾斜したオフ面を有するＳｉＣ基板を用いることによ
り、ＳｉＣ基板上の窒化物系半導体層の成長において、
ＳｉＣ基板のオフ角度と等しいオフ角度の窒化物系半導
体の成長表面が形成される。この結果、窒化物系半導体
層がステップフローモードで成長することにより、窒化
物系半導体層において良好な結晶性が得られることが示
されている。さらに、ＧａＮ基板においても、上記のＳ
ｉＣ基板と同様のオフ面を形成することが有効であろう
ということが示唆されている。また、ここでは、３．５
°と傾斜の大きなオフ面を有するＳｉＣ基板を用いて作
製した半導体レーザ素子においてはレーザ発振が起こら
ず、この原因として、ＧａＮ表面に段差が１００ｎｍ程
度の凹凸が形成されていることが示されている。

【００１９】しかしながら、本発明者が、特開平１１−
２３３３９１号に開示されたＳｉＣ基板と同様の０．０
２度ないし０．６度のオフ面を有するＧａＮ基板上に成
長させた窒化物系半導体層について検討したところ、こ
のようなオフ面を有するＧａＮ基板上に成長させた窒化
物系半導体層、特にＡｌＧａＮ等のＡｌを有する窒化物
系半導体層においては充分良好な結晶性が得られないこ
とが明らかとなった。

【００２０】本発明の目的は、窒化物系半導体層の結晶
性の向上を図ることにより素子特性の向上が図られた窒
化物系半導体素子を提供することである。

【００２１】本発明の他の目的は、良好な結晶性を有す
る窒化物系半導体層を成長させることが可能な窒化物系
半導体基板を提供することである。

【００２２】

【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
者が種々の実験および検討を行った結果、ＧａＮ基板で
は、上記の特開平１１−２３３３９１号の開示内容とは
逆の発想でオフ角度を０．０２〜０．６度の範囲よりも
大きくした場合において、結晶性の良好な窒化物系半導
体層が得られることを見出した。そして、この結果に基
づいて以下の本発明を案出した。

【００２３】本発明に係る窒化物系半導体基板は、六方
晶系の窒化物系半導体からなる窒化物系半導体基板であ
って、（０００１）面から所定の方向に所定の角度傾斜
した傾斜面を有し、傾斜面の傾斜角度が１度以上２０度
以下である。

【００２４】本発明に係る窒化物系半導体基板の傾斜面
においては、原子オーダーの段差が形成されている。こ
こで、このような原子オーダーの段差が形成された窒化
物系半導体基板の傾斜面上に窒化物系半導体層を成長さ
せた場合、窒化物系半導体層においては主としてステッ
プフローモードで成長が起こる。それにより、窒化物系
半導体基板上に形成された窒化物系半導体層において
は、転位が低減されて良好な結晶性が実現される。

【００２５】また、このような窒化物系半導体基板と、
その上に成長させる窒化物系半導体層とにおいては、格
子定数の差が低減されている。したがって、このような
窒化物系半導体基板を用いて窒化物系半導体層を成長さ
せる場合においては、窒化物系半導体層において、基板
との格子定数の差に起因して発生する転位を低減するこ
とが可能となり、良好な結晶性を実現することができ
る。

【００２６】以上のように、本発明に係る窒化物系半導
体基板を用いることにより、その上に形成する窒化物系
半導体層において良好な結晶性を実現することが可能と
なる。このことから、本発明に係る窒化物系半導体基板
を用いて窒化物系半導体素子を作製することにより、素
子特性の向上が図られた窒化物系半導体素子を得ること
が可能となる。

【００２７】また、傾斜面の傾斜方向は、基板面内にお
いて＜１１-2０＞方向から０度以上７度以下の範囲内の
方向であるか、もしくはこれと等価な方向であることが
好ましい。なお、六方晶系の窒化物系半導体において
は、［１１-2０］方向、［-2１１０］方向、［-1２-1
０］方向、［-1-1２０］方向、［２-1-1０］方向および
［１-2１０］方向が等価な面方位である。ここでは、こ
れらの等価な面方位を一般表記＜１１-2０＞方向で表
す。

【００２８】上記のような傾斜方向の傾斜面を有する窒
化物系半導体基板上に窒化物系半導体層を形成した場
合、窒化物系半導体層の表面には単原子層の段差が形成
されやすく、この結果、段差間の間隔が短くなり、窒化
物系半導体層の結晶成長がよりステップモードで起こり
やすくなる。したがって、この場合においては、良好な
結晶性を有する窒化物系半導体を形成することができ
る。

【００２９】また、窒化物系半導体基板はＧａＮから構
成されてもよい。このようなＧａＮ基板上に窒化物系半
導体層を形成した場合においては、ＧａＮ基板と窒化物
系半導体層との格子定数の差を小さくすることができ
る。このため、窒化物系半導体層において、基板との格
子定数の差に起因して発生する転位を低減することが可
能となる。したがって、より良好な結晶性を有する窒化
物系半導体層を形成することが可能となる。

【００３０】本発明に係る窒化物系半導体素子は、六方
晶系の窒化物系半導体からなる窒化物系半導体基板上に
１層以上の窒化物系半導体層が形成されてなる窒化物系
半導体素子であって、窒化物系半導体基板は（０００
１）面から所定の方向に所定の角度傾斜した傾斜面を有
し、傾斜面の傾斜角度は１度以上２０度以下である。

【００３１】本発明に係る窒化物系半導体素子において
は、（０００１）面から所定の方向に１度以上２０度以
下の範囲内で所定の角度傾斜した傾斜面を有する窒化物
系半導体基板が用いられている。このような窒化物系半
導体基板の傾斜面においては、原子オーダーの段差が形
成されている。

【００３２】上記のような原子オーダーの段差が形成さ
れた窒化物系半導体基板の傾斜面上に１層以上の窒化物
系半導体層を成長させると、この窒化物系半導体層にお
いては主としてステップフローモードで成長が起こる。
それにより、窒化物系半導体層において、転位が低減さ
れて良好な結晶性が実現される。

【００３３】また、この場合、窒化物系半導体基板の格
子定数が、窒化物系半導体層の格子定数に近いため、窒
化物系半導体層においては、基板との格子定数の差に起
因して発生する転位が低減されている。したがって、窒
化物系半導体基板上に形成された窒化物系半導体層にお
いては、さらに結晶性の向上が図られる。

【００３４】以上のように、窒化物系半導体基板を備え
た上記の窒化物系半導体素子においては、窒化物系半導
体層において良好な結晶性を得ることが可能となる。こ
のため、窒化物系半導体素子においては、素子特性の向
上を図ることが可能となる。

【００３５】また、窒化物系半導体基板の傾斜面の傾斜
方向は、基板面内において＜１１-2０＞方向から０度以
上７度以下の範囲内の方向であることが好ましい。

【００３６】上記のような傾斜方向の傾斜面を有する窒
化物系半導体基板上においては、窒化物系半導体層の表
面に単原子層の段差が形成されやすく、その結果、段差
間の間隔が短くなり、窒化物系半導体層の結晶成長がさ
らにステップモードで起こりやすくなる。したがって、
この場合においては、窒化物系半導体層において、良好
な結晶性が実現される。

【００３７】窒化物系半導体基板はＧａＮから構成され
てもよい。このようなＧａＮからなる基板上に窒化物系
半導体層を成長させることにより、基板と窒化物系半導
体層との格子定数の差を小さくすることができる。この
ため、窒化物系半導体層において、基板との格子定数の
差に起因して発生する転位を低減することが可能とな
る。したがって、より良好な結晶性を有する窒化物系半
導体層を形成することが可能となり、窒化物系半導体素
子の素子特性が向上する。

【００３８】窒化物系半導体層は少なくとも１層以上の
Ａｌを含む窒化物系半導体層から構成されてもよい。

【００３９】ここで、通常は、結晶成長におけるＡｌの
表面拡散が小さいため、Ａｌの組成の大きな窒化物系半
導体層においては結晶成長がステップフローモードで起
こりにくい。このため、Ａｌ組成の大きな窒化物系半導
体層においては良好な結晶性を実現することが困難であ
る。

【００４０】これに対して、この場合においては、傾斜
面を有する窒化物系半導体基板上にＡｌを含む窒化物系
半導体層が形成されている。このため、Ａｌを含む窒化
物系半導体層においては、Ａｌ組成を大きくしても結晶
成長をステップフローモードで進めることが可能とな
る。したがって、この場合においては、Ａｌを含む窒化
物系半導体層においてＡｌ組成を大きくするとともに結
晶性の向上を図ることが可能となる。

【００４１】このようなＡｌ組成が大きくかつ結晶性の
良好なＡｌを含む窒化物系半導体層を有する窒化物系半
導体素子においては、素子特性の向上を図ることが可能
となる。

【００４２】また、窒化物系半導体層は、第１の窒化物
系半導体層、能動素子領域および第２の窒化物系半導体
層がこの順で形成されることにより構成されてもよい。
なお、この場合の窒化物系半導体素子の能動素子領域と
は、例えば発光ダイオード素子や半導体レーザ素子の発
光層や活性層、導波路素子のコア層、ＰＩＮフォトダイ
オードのＩ層、フォトダイオードやＨＢＴ（ヘテロ接合
バイポーラトランジスタ）のｐｎ接合部分、ＦＥＴ（電
界効果型トランジスタ）のチャネル部分等に相当する。

【００４３】この場合においては、第１および第２の窒
化物系半導体層ならびに能動素子領域において、主とし
てステップフローモードで成長が起こる。このため、第
１および第２の窒化物系半導体層ならびに能動素子領域
において、転位が低減されて良好な結晶性が実現され
る。

【００４４】第１の窒化物系半導体層はＡｌを含む窒化
物系半導体層を含み、第２の窒化物系半導体層はＡｌを
含む窒化物系半導体層を含んでもよい。また、第１の窒
化物系半導体層のＡｌを含む窒化物系半導体層および第
２の窒化物系半導体層のＡｌを含む窒化物系半導体層は
ＡｌＧａＮから構成されてもよい。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下においては、本発明に係る窒
化物系半導体基板の製造方法について説明する。

【００４６】図１は、本発明に係る窒化物系半導体基板
の製造方法の例を示す模式的な工程断面図である。

【００４７】まず、図１（ａ）に示すように、（０００
１）面を主面とするｎ−ＧａＮ基板１ａを用意する。

【００４８】次に、図１（ｂ）に示すように、図中のＡ
−Ａ線上のｎ−ＧａＮ基板１ａの領域を研磨して除去す
る。それにより、（０００１）面から所定の方向（以
下、オフ方向と呼ぶ）に所定の角度（以下、オフ角度と
呼ぶ）Ｂだけ傾斜した面（以下、オフ面と呼ぶ）を露出
させる。

【００４９】ここで、ｎ−ＧａＮ基板１におけるオフ角
度Ｂは、１〜２０°の範囲内の所定の角度とする。ま
た、オフ方向は、基板面内においてＧａＮの＜１１-2０
＞方向から±７°の範囲内の所定の方向とする。

【００５０】なお、ここでは、［１１-2０］方向および
これと等価な方向を一般表記＜１１-2０＞方向で表す。

【００５１】以上のようにして、図１（ｃ）に示すよう
に、表面にオフ面が形成されたｎ−ＧａＮオフ基板１を
作製する。この場合、ｎ−ＧａＮオフ基板１の表面すな
わちオフ面には、原子オーダーの段差が形成されてい
る。なお、図１（ｃ）は原子オーダーの段差を高さ方向
に誇張して描いた模式図である。

【００５２】また、本発明に係る窒化物系半導体基板の
他の製造方法は、ワイヤーソー等でほぼ所定のオフ角度
で基板状に切り出し、その基板の表面を鏡面研磨するこ
とにより所定のオフ角度の基板を製造してもよい。

【００５３】オフ角度Ｂおよびオフ方向が上記のように
設定されたｎ−ＧａＮオフ基板１上にＧａＮ系半導体層
を成長させる場合、ＧａＮ系半導体層においては結晶成
長がステップフローモードで起こりやすくなる。このた
め、ｎ−ＧａＮオフ基板１上に形成されたＧａＮ系半導
体層においては、転位が低減されて良好な結晶性が実現
される。

【００５４】特に、このようなｎ−ＧａＮオフ基板１を
用いる場合においては、ＧａＮ系半導体層を通常の成長
温度よりも低い温度で成長させた場合においても、Ｇａ
Ｎ系半導体層の結晶成長をステップフローモード進める
ことが可能である。したがって、ＧａＮ系半導体層を低
温で成長させた場合においても、良好な結晶性を有する
ＧａＮ系半導体層を形成することができる。

【００５５】以下、本発明の実施例として、図１に示す
方法により作製したｎ−ＧａＮオフ基板１上にＡｌＧａ
Ｎ層を成長させる場合について説明する。

【００５６】本実施例においては、図２（ａ）に示すよ
うに、例えば、ＭＯＶＰＥ（有機金属化学的気相成長
法）により、ｎ−ＧａＮオフ基板１上にＡｌＧａＮ層１
５を成長させる（図２（ｂ））。この場合、ＡｌＧａＮ
層１５においては、ステップフローモードで成長が進
む。

【００５７】ところで、通常、結晶成長におけるＡｌ原
子の表面拡散が小さいことから、例えば平坦なｎ−Ｇａ
Ｎ層の（０００１）面上にＡｌ組成の大きなＡｌＧａＮ
層を成長させる場合においては結晶成長がステップフロ
ーモードで起こりにくい。

【００５８】これに対して、原子オーダーの段差が形成
されたｎ−ＧａＮオフ基板１のオフ面上にＡｌＧａＮ層
１５を成長させる場合、結晶成長におけるＡｌ原子の表
面拡散が小さいにもかかわらず、ＡｌＧａＮ層１５は主
としてステップフローモードで成長が起こる。特にこの
場合においては、ＡｌＧａＮ層１５のＡｌ組成を大きく
した場合においてもステップフローモードで成長を進め
ることが可能である。

【００５９】ここで、上記のようなＡｌＧａＮ層１５の
ステップフローモード成長においては、結晶中の転位を
低減することが可能である。したがって、ｎ−ＧａＮオ
フ基板１上に成長したＡｌＧａＮ層１５においては、良
好な結晶性が実現される。

【００６０】特に、この場合においては、Ａｌ組成の大
きなＡｌＧａＮ層１５においても良好な結晶性が実現さ
れ、クラックの発生も防止される。したがって、ｎ−Ｇ
ａＮオフ基板１５を用いることにより、ＡｌＧａＮ層１
５のＡｌ組成を大きくすることが可能となる。

【００６１】また、この場合においては、ｎ−ＧａＮオ
フ基板１とＡｌＧａＮ層１５との間の格子定数の差が、
サファイア基板とＡｌＧａＮ層との間の格子定数の差に
比べて小さい。このため、ｎ−ＧａＮオフ基板１上に成
長させたＡｌＧａＮ層１５においては、基板との格子定
数の差に起因して発生する転位が低減されており、より
良好な結晶性が実現される。

【００６２】さらに、ｎ−ＧａＮオフ基板１を用いるこ
とにより、ＡｌＧａＮ層１５を通常のＡｌＧａＮの成長
時の基板温度よりも低い温度、例えば７５０〜９５０℃
で成長させる場合においても、ＡｌＧａＮ層１５の結晶
成長をステップフローモードで進めることが可能とな
る。したがって、ＡｌＧａＮ層１５をこのような低温で
成長させる場合においても、ＡｌＧａＮ層１５において
は良好な結晶性が実現可能となる。

【００６３】なお、上記において、ＡｌＧａＮ層１５は
アンドープ、ｎ型およびｐ型のいずれであってもよい。

【００６４】ここで、前述のように、ｎ−ＧａＮオフ基
板１を用いることによりＡｌＧａＮ層１５の結晶性が向
上することから、ＡｌＧａＮ層１５においてはＭｇの活
性化率を高くしてキャリア濃度を高くすることが可能と
なる。特に、この場合においては、Ａｌ組成の大きなｐ
−ＡｌＧａＮ層においてもキャリア濃度を高くすること
が可能となる。したがって、この場合においては、ｎ−
ＧａＮオフ基板１により、より大きな効果が得られる。

【００６５】続いて、図１のｎ−ＧａＮオフ基板１を用
いて作製された窒化物系半導体素子について説明する。

【００６６】図３は、本発明に係る窒化物系半導体素子
の一例を示す模式的な斜視図である。なお、この場合に
おいては、本発明に係る窒化物系半導体素子として、窒
化物系半導体レーザ素子について説明する。

【００６７】図３に示す半導体レーザ素子１００は、以
下の方法により作製される。半導体レーザ素子１００の
作製時には、まず、図４（ａ）に示すように、ｎ−Ｇａ
Ｎオフ基板１のオフ面上に、バッファ層２、ｎ−ＡｌＧ
ａＮ第２クラッド層層３、ｎ−ＧａＮ第１クラッド層
４、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有するＭＱＷ発光層
５、ｐ−ＧａＮ第１クラッド層６、ｐ−ＡｌＧａＮ第２
クラッド層７およびｐ−ＧａＮキャップ層８を順に成長
させる。

【００６８】上記のＭＱＷ発光層５は、膜厚４ｎｍ程度
のＧａＮ障壁層と、膜厚４ｎｍ程度のＩｎ_0.15Ｇａ_0.85
Ｎ井戸層とが交互に積層されてなる。この場合、ＧａＮ
障壁層は５層であり、Ｉｎ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ井戸層は４層
である。

【００６９】なお、図４（ａ）においては、ｎ−ＧａＮ
オフ基板１のオフ面を模式的に水平かつ平坦で表してい
るが、この場合のｎ−ＧａＮオフ基板１は、図１（ｃ）
に示すように、ＧａＮの（０００１）面から［１１-2
０］方向へ２°オフしたオフ面を有している。また、オ
フ面には原子オーダーの段差が形成されている。

【００７０】各層２〜８の組成、膜厚、成長時の基板温
度およびキャリア濃度は表１に示すとおりである。

【００７１】

【表１】

【００７２】上記の各層２〜８は大気圧のＭＯＶＰＥ法
（有機金属化学的気相成長法）により成長させる。この
場合、原料ガスとして、トリメチルアルミニウム（ＴＭ
Ａｌ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリメチル
インジウム（ＴＭＩｎ）、ＮＨ₃、シランガス（ＳｉＨ
₄）、シクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ₂Ｍ
Ｇ）を用いる。

【００７３】この場合においては、ｎ−ＧａＮオフ基板
１上に各層２〜８を成長させるため、各層２〜８におい
ては結晶成長が主としてステップフローモードで起こ
る。したがって、各層２〜８においては、転位が低減さ
れて良好な結晶性が実現される。

【００７４】特に、上記においては、ｎ−ＧａＮオフ基
板１を用いていることにより、Ａｌ組成が０．３と大き
くかつ膜厚の大きなｎ−ＡｌＧａＮ第２クラッド層３お
よびｐ−ＡｌＧａＮ第２クラッド層７においても、結晶
成長をステップフローモードで進めることが可能とな
る。したがって、これらの層３，７においても良好な結
晶性が実現され、クラックの発生が防止される。

【００７５】また、上記のようにｐ−ＡｌＧａＮ第２ク
ラッド層７の結晶性が良好であることから、ｐ−ＡｌＧ
ａＮ第２クラッド層７においては、Ｍｇの活性化率を高
くしてキャリア濃度を２×１０¹⁸ｃｍ^-3程度と高くする
ことが可能となる。

【００７６】さらに、この場合、ｎ−ＧａＮオフ基板１
と各層２〜８との格子定数の差が小さいため、各層２〜
８においては基板との格子定数の差に起因して発生する
転位が低減されている。したがって、各層２〜８におい
ては、より良好な結晶性が実現可能となる。

【００７７】なお、上記においては、ｎ−ＡｌＧａＮ第
２クラッド層３およびｐ−ＡｌＧａＮ第２クラッド層７
の成長時の基板温度を１１５０℃としているが、これよ
りも低い温度、例えば７５０〜９５０℃でこれらの層
３，７を成長させてもよい。この場合においても、ｎ−
ＡｌＧａＮ第２クラッド層３およびｐ−ＡｌＧａＮ第２
クラッド層７において結晶成長をステップフローモード
で進めることが可能となる。したがって、このような低
温で成長させた場合においても、これらの層３，７にお
いて良好な結晶性が実現可能となる。

【００７８】続いて、図４（ｂ）に示すように、ｐ−Ｇ
ａＮキャップ層８の全面に、例えばＥＣＲ（電子サイク
ロトロン共鳴）プラズマＣＶＤ法により、厚さ０．２μ
ｍ程度のＳｉ₃Ｎ₄等のシリコン窒化物からなる電流狭
窄層９形成する。次に、フォトリソグラフィおよびＢＨ
Ｆ（緩衝フッ酸）によるウェットエッチングで、幅２μ
ｍ程度のストライプ状の領域のシリコン窒化物を除去
し、ｐ−ＧａＮキャップ層８を露出させる。それによ
り、ストライプ状の電流通路１０が形成される。

【００７９】次に、図５（ｅ）に示すように、例えば７
６Ｔｏｒｒの減圧ＭＯＶＰＥ法により、電流狭窄層９上
およびストライプ状開口部内のｐ−ＧａＮキャップ層８
上に厚さが３〜５μｍでありキャリア濃度が３×１０¹⁸
ｃｍ^-3のＭｇドープＧａＮからなるｐ−ＧａＮコンタク
ト層１１を形成する。この際、ｐ−ＧａＮキャップ層８
の露出した部分に選択的にｐ−ＧａＮが成長するよう
に、成長条件を適切に調整する。例えば、基板温度を約
１００℃上昇させ、ＮＨ₃の量を約３倍に増加させる。

【００８０】このような条件下で成長を行うと、ｐ−Ｇ
ａＮキャップ層８の露出した部分にｐ−ＧａＮが成長
し、電流通路１０にあたる部分が形成される。一方、電
流狭窄層９上にはｐ−ＧａＮは結晶成長しない。引続き
結晶成長を継続すると、ｐ−ＧａＮが電流通路１０上に
成長するとともに、電流通路１０上に成長したｐ−Ｇａ
Ｎの側面から横方向に結晶成長が開始し、電流狭窄層９
上にｐ−ＧａＮからなるｐ−ＧａＮコンタクト層１１が
形成される。例えば、電流通路１０にあたる部分を中心
として幅約８μｍでｐ−ＧａＮコンタクト層１１が形成
される。

【００８１】この結果、ｐ−ＧａＮキャップ層８とｐ−
ＧａＮコンタクト層１１とは幅２μｍ程度のストライプ
状の電流通路１０で接続され、ｐ−ＧａＮキャップ層８
とｐ−ＧａＮコンタクト層１１との間に、電流通路１０
の部分を除いて、厚さ０．２μｍ程度のＳｉ₃Ｎ₄から
なる電流狭窄層９が形成される。

【００８２】さらに、図６（ｇ）に示すように、ｎ−Ｇ
ａＮオフ基板１の結晶成長面と反対側の面（裏面）上
に、例えばＡｕ／Ｔｉからなるｎ電極５１を形成する。
また、ｐ−ＧａＮコンタクト層１１上にＡｕ／Ｐｄから
なるｐ電極５０を形成する。

【００８３】最後に、例えばへき開により、ストライプ
状の電流通路１０に沿った方向に共振器長３００μｍの
共振器構造を形成する。それにより、半導体レーザ素子
１００が形成される。

【００８４】なお、半導体レーザ素子１００の共振器端
面にＳｉ₃Ｎ₄、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂等を
積層した誘電体多層膜等の端面高反射膜や低反射膜を形
成してもよい。

【００８５】上記の半導体レーザ素子１００において
は、ｎ−ＧａＮオフ基板１を用いているため、各層２〜
８の結晶成長がステップフローモードで起こる。このた
め、各層２〜８においては転位が低減され、良好な結晶
性が実現される。

【００８６】また、この場合、ｎ−ＧａＮオフ基板１の
格子定数と各層２〜８の格子定数との差が小さい。この
ため、各層２〜８においては、基板との格子定数の差に
起因して発生する転位が低減される。したがって、各層
２〜８においては、より良好な結晶性が実現される。

【００８７】特に、半導体レーザ素子１００において
は、ｎ−ＧａＮオフ基板１を用いることにより、結晶成
長におけるＡｌ原子の表面拡散が小さいｎ−ＡｌＧａＮ
第２クラッド層３およびｐ−ＡｌＧａＮ第２クラッド層
７においても、結晶成長をステップフローモードで進め
ることが可能となる。したがって、結晶性の良好なｎ−
ＡｌＧａＮ第２クラッド層３およびｐ−ＡｌＧａＮ第２
クラッド層７が得られる。

【００８８】それにより、ｎ−ＡｌＧａＮ第２クラッド
層３およびｐ−ＡｌＧａＮ第２クラッド層７においては
ヒロックの発生が減少し、表面モルフォロジも改善され
る。その結果、ｎ−ＡｌＧａＮ第２クラッド層３および
ｐ−ＡｌＧａＮ第２クラッド層７の膜厚およびＡｌ組成
を上記のように大きくした場合においても、ｎ−ＡｌＧ
ａＮ第２クラッド層３およびｐ−ＡｌＧａＮ第２クラッ
ド層７において良好な結晶性が実現され、クラックの発
生が防止される。

【００８９】また、ｐ−ＡｌＧａＮ第２クラッド層７の
結晶性が良好であるため、ｐ−ＡｌＧａＮ第２クラッド
層７においてはＡｌ組成を大きくするとともにキャリア
濃度を高くすることが可能となる。

【００９０】以上のように、上記の半導体レーザ素子１
００においてはｎ−ＧａＮ基板１を用いることにより、
ｎ−ＡｌＧａＮ第２クラッド層３およびｐ−ＡｌＧａＮ
第２クラッド層７のＡｌ組成および膜厚を大きくすると
ともにクラックの発生を防止することができる。このた
め、光の閉じ込めを効果的に行うとともに、良好な垂直
方向の遠視野像を得ることが可能となる。

【００９１】また、前述のように、ｎ−ＧａＮオフ基板
１を用いることにより、サファイア基板を用いる場合に
比べて半導体レーザ素子１００の各層２〜８において良
好な結晶性が実現される。このため、素子特性の向上を
図ることが可能となる。

【００９２】なお、上記においてはオフ基板としてｎ−
ＧａＮオフ基板１を用いているが、オフ基板の材料はＧ
ａＮに限定されるものではない。このようなオフ基板の
材料としては、ＡｌＧａＮ等の六方晶系の窒化物系半導
体を用いることが可能である。

【００９３】また、発光層の材料は上記に限定されるも
のではなく、ＩｎＧａＮ単層、ＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮ
量子井戸構造、ＧａＮ／ＡｌＧａＮ量子井戸構造、Ａｌ
ＧａＮ単層等であってもよい。この場合においても、上
記と同様の効果が得られる。

【００９４】特に、発光層がＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮ量
子井戸構造、ＧａＮ／ＡｌＧａＮ量子井戸構造、ＡｌＧ
ａＮ単層等の発光波長の短い材料から構成される場合に
は、キャリアの発光層への閉じ込めを効果的に行うため
に、Ａｌ組成の高いクラッド層を形成する必要がある。
このため、このような場合においては、本発明によるク
ラック発生の防止の効果が顕著である。

【００９５】また、上記において、ｎ型の第２クラッド
層およびｐ型の第１のクラッド層の材料はＡｌＧａＮに
限定されるものではなく、ＡｌＧａＢＮ、ＡｌＢＮ、Ａ
ｌＢＩｎＧａＮ等であれば上記と同様の効果が得られ
る。

【００９６】また、ｎ型の第２クラッド層およびｐ型の
第１クラッド層以外の各層の材料についても、上記の材
料に限定されるものではない。各層は、III 族窒化物系
半導体から構成されていればよい。

【００９７】上記においては、本発明に係る半導体素子
として半導体レーザ素子について説明したが、本発明
は、半導体レーザ素子以外の半導体素子、すなわち発光
ダイオード素子、導波路素子トランジスタ、受光素子等
にも適用可能である。この場合について以下に説明す
る。

【００９８】図７は、本発明に係る半導体素子の他の例
を示す模式的な断面図である。この場合においては、半
導体素子として受光素子について説明する。

【００９９】なお、図７においてはｎ−ＧａＮオフ基板
１のオフ面を模式的に水平かつ平坦で表しているが、こ
の場合のｎ−ＧａＮオフ基板１は、図１（ｃ）に示すよ
うに、ＧａＮの（０００１）面から［１１-2０］方向へ
１５°オフしたオフ面を有している。また、オフ面には
原子オーダーの段差が形成されている。

【０１００】図７に示すように、受光素子１０１は、ｎ
−ＧａＮオフ基板１上に、膜厚が４μｍ程度のＳｉドー
プＧａＮからなるｎ−バッファ層２１、膜厚が１μｍ程
度のＳｉドープＡｌ_0.4Ｇａ_0.6Ｎからなる第１のｎ−
ＡｌＧａＮ層２２、膜厚が０．１μｍ程度のＳｉドープ
Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6Ｎからなる第２のｎ−ＡｌＧａＮ層２
３、Ａｌ_0.35Ｇａ_0.65Ｎからなる高抵抗ＡｌＧａＮ膜２
４、膜厚が０．１μｍ程度のＭｇドープＡｌ_0.35Ｇａ
_0.65Ｎからなるｐ−ＡｌＧａＮ層２５および膜厚が０．
０５μｍ程度のＭｇドープＧａＮからなるｐ−ＧａＮコ
ンタクト層２６が順に積層されてなる。

【０１０１】この場合、各層２１〜２３，２５，２６の
キャリア濃度は、１×１０¹⁸ｃｍ^-3、１×１０¹⁸ｃ
ｍ^-3、１×１０¹⁷ｃｍ^-3、１×１０¹⁷ｃｍ^-3および１×
１０¹⁸ｃｍ^-3である。

【０１０２】受光素子１０１においては、第１のｎ−Ａ
ｌＧａＮ層２２、第２のｎ−ＡｌＧａＮ層２３、高抵抗
ＡｌＧａＮ膜２４、ｐ−ＡｌＧａＮ層２５およびｐ−Ｇ
ａＮコンタクト層２６により受光部ＰＲが構成されてい
る。

【０１０３】ここで、上記の受光素子１０１をＰＩＮ型
受光素子とする場合においては、高抵抗ＡｌＧａＮ膜２
４の膜厚を０．１μｍとする。

【０１０４】一方、上記の受光素子１０１をＡＰＤ（ア
バランシェフォトダイオード）とする場合においては、
高電圧を印加した際に膜内の電界強度が過度に大きくな
らないようにするために、高抵抗ＡｌＧａＮ膜２４の膜
厚を大きくする。ただし、高抵抗ＡｌＧａＮ膜２４の膜
厚を大きくし過ぎると、受光素子１０１のオート速度が
低下する。したがって、この場合の高抵抗ＡｌＧａＮ膜
２４の膜厚は、実用化の上で十分なオート速度が実現可
能な膜厚、例えば０．５μｍ程度とする。

【０１０５】ｎ−ＧａＮオフ基板１の結晶成長面と反対
側の面（裏面）には、Ｔｉ膜およびＡｌ膜を基板側から
この順で積層してなる２層構造のｎ電極３２が形成され
ている。また、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６上には、Ｎ
ｉ膜およびＡｕ膜をこの順で積層してなる２層構造のｐ
電極３１が形成されている。さらに、第１のｎ−ＡｌＧ
ａＮ層２２からｐ−ＧａＮコンタクト層２６の周部に、
高抵抗領域ＨＲが形成されている。

【０１０６】高抵抗領域ＨＲを形成するために、受光素
子１０１の作製時には、水素イオンを用いたイオンイン
プランテーションによる高抵抗化処理を行う。以下、図
８を参照しながら高抵抗領域ＨＲの形成方法を説明す
る。

【０１０７】なお、図８は、ｎ−ＧａＮオフ基板１上に
各層２１〜２６が形成された半導体ウエハを上面から見
た図である。図８中の鎖線Ａは、素子分離線を示してい
る。すなわち、鎖線Ａで区画された領域が、個々の素子
形成領域に相当する。

【０１０８】図８に示すように、半導体ウエハの斜線で
示す領域３０に、ウエハの厚さ方向に水素イオンを打ち
込む。この場合、水素イオンを打ち込む深さは、第１の
ｎ−ＡｌＧａＮ層２２に達する深さとする。この後、水
素イオンを打ち込んでいない領域にｐ電極３１を形成す
る。

【０１０９】ｐ電極３１およびｎ電極３２の形成時に
は、ｐ電極３１およびｎ電極３２を構成する各膜を、例
えばＥＢ蒸着法や各種のスパッタ蒸着法により前述の順
で積層する。さらに、リフトオフ法や化学的エッチング
等により、ｐ電極３１をリング状に形成する。このよう
にしてｐ電極３１およびｎ電極３２を形成した後、鎖線
Ａに沿って個々の受光素子１０１に分離する。なお、必
要に応じて、ｐ電極３１およびｎ電極３２の形成後に加
熱処理を行ってもよい。

【０１１０】上記の受光素子１０１においては、ｎ−Ｇ
ａＮオフ基板１を用いているため、受光部ＰＲの各層２
１〜２６の結晶成長が主としてステップフローモードで
起こる。このため、受光部の各層２１〜２６において
は、転位が低減されて良好な結晶性が実現され、クラッ
クの発生が防止される。

【０１１１】特に、このような受光素子１０１において
は、ＡｌＧａＮから構成される第１のｎ−ＡｌＧａＮ層
２２、第２のｎ−ＡｌＧａＮ層２３、高抵抗ＡｌＧａＮ
膜２４およびｐ−ＡｌＧａＮ層２５において、結晶成長
におけるＡｌ原子の表面が小さいにもかかわらず、結晶
成長をステップフローモードで進めることが可能とな
る。したがって、これらの層２２〜２５においては、良
好な結晶性が実現される。

【０１１２】それにより、受光部ＰＲの各層２２〜２５
においては、ヒロックの発生も減少し、表面モルフォロ
ジも改善される。その結果、ＡｌＧａＮから構成される
受光部ＰＲの各層２２〜２５においては、クラックの発
生を防止しつつ膜厚およびＡｌ組成を大きくすることが
可能となる。

【０１１３】さらに、前述のようにｐ−ＡｌＧａＮ層２
５の結晶性が良好であるため、ｐ−ＡｌＧａＮ層２５に
おいては、Ａｌ組成を大きくするとともにキャリア濃度
を高くすることが可能となる。

【０１１４】以上のように、上記の受光素子１０１にお
いては、クラックの発生を防止しながら受光部ＰＲのＡ
ｌＧａＮ層２２〜２５のＡｌ組成および膜厚を大きくす
ることが可能となる。このため、短波長の光に対して高
い感度を有する受光素子を実現することが可能となる。

【０１１５】また、この場合、ｎ−ＧａＮオフ基板１の
格子定数と各層２１〜２６の格子定数とが近いことか
ら、各層２１〜２６においては、基板との格子定数の差
に起因して発生する転位が低減される。それにより、各
層２１〜２６においてはより良好な結晶性が実現され
る。したがって、受光素子１０１において素子特性の向
上が図られる。

【０１１６】なお、図３の半導体レーザ素子１００およ
び図７の受光素子１０１においては基板上に先にｎ型層
を形成しているが、基板上にｐ型層を先に形成してもよ
い。

【０１１７】また、図３の半導体レーザ素子１００およ
び図７の受光素子１０１の各層は、上記以外の結晶成長
方法でも成長が可能である。例えば、ＨＶＰＥ法や、Ｔ
ＭＡｌ、ＴＭＧａ、ＴＭＩｎ、ＮＨ₃、ＳｉＨ₄、Ｃｐ
₂Ｍｇを原料ガスとして用いるガスソースＭＢＥ法によ
っても成長可能である。

【０１１８】

【実施例】（実施例１）実施例１においては、図１に示
す方法により、オフ角度が１〜２０°の範囲内でそれぞ
れ異なるｎ−ＧａＮオフ基板１を作製した。次に、図２
に示すように、各ｎ−ＧａＮオフ基板１上にアンドープ
のＡｌ_0.3Ｇａ_0.7Ｎからなる膜厚２μｍのＡｌＧａＮ
層１５を成長させ、このＡｌＧａＮ層１５の転位密度を
測定した。

【０１１９】なお、実施例１におけるｎ−ＧａＮオフ基
板１のオフ方向は［１１-2０］方向とした。また、ここ
では、ＡｌＧａＮ層１５の成長時の基板温度を１１５０
℃とした場合およびＡｌＧａＮ層１５の成長時の基板温
度を９５０℃とした場合の各々についてＡｌＧａＮ層１
５の転位密度の測定を行った。

【０１２０】実施例１におけるＡｌＧａＮ層１５の転位
密度の測定結果を表２および図９に示す。

【０１２１】

【表２】

【０１２２】表２および図９に示すように、ＡｌＧａＮ
層１５の成長時の基板温度が１１５０℃の場合、ｎ−Ｇ
ａＮオフ基板１のオフ角度が１〜２０°の範囲内ではＡ
ｌＧａＮ層１５の転位密度が６×１０⁸ｃｍ^-2（６μｍ
^-2）以下と低い。また、ＡｌＧａＮ層１５の成長時の基
板温度が９５０℃の場合、ｎ−ＧａＮオフ基板１のオフ
角度が１〜２０°の範囲内ではＡｌＧａＮ層１５の転位
密度が１×１０⁹ｃｍ ^-2（１０μｍ^-2）以下と低い。

【０１２３】これに対して、ＡｌＧａＮ層１５の成長時
の基板温度が１１５０℃および９５０℃のいずれの場合
においても、オフ角度が１°未満および２０°を超える
と、ＡｌＧａＮ層１５の転位密度が増加する。

【０１２４】以上のことから、オフ角度が１〜２０°の
範囲内であるｎ−ＧａＮオフ基板１を用いることによ
り、成長時の基板温度が１１５０℃および９５０℃のい
ずれの場合においても、Ａｌ組成が０．３と大きいＡｌ
ＧａＮ層１５において良好な結晶性が得られることがわ
かった。

【０１２５】（実施例２）実施例２においては、図１に
示す方法により、オフ方向が基板面内において［１１-2
０］方向から０〜３０°の範囲内でそれぞれ異なるｎ−
ＧａＮオフ基板１を作製した。次に、図２に示すよう
に、各ｎ−ＧａＮオフ基板１上にアンドープのＡｌ_0.3
Ｇａ_0.7Ｎからなる膜厚２μｍのＡｌＧａＮ層１５を成
長させ、このＡｌＧａＮ層１５の転位密度を測定した。

【０１２６】なお、実施例２においては、オフ角度が１
°のｎ−ＧａＮオフ基板１を用意するとともに、オフ角
度が２°のｎ−ＧａＮオフ基板１を用意し、各々の場合
についてＡｌＧａＮ層１５の転位密度の測定を行った。
また、この場合のＡｌＧａＮ層１５の成長時の基板温度
は１１５０℃とした。

【０１２７】実施例２におけるＡｌＧａＮ層１５の転位
密度の測定結果を表３および図１０に示す。

【０１２８】

【表３】

【０１２９】なお、図１０の横軸に示すオフ方向（°）
とは、ｎ−ＧａＮオフ基板１のオフ方向が基板面内にお
いて［１１-2０］方向から何度（°）ずれた方向である
かを示している。この場合、０°のオフ方向とは［１１
-2０］方向に相当する。また、３０°のオフ方向とは
［０１-1０］方向に相当する。

【０１３０】表３および図１０に示すように、ｎ−Ｇａ
Ｎオフ基板のオフ角度１°および２°のいずれの場合に
おいても、基板のオフ方向が［１１-2０］方向から±７
°の範囲内の方向である場合においてＡｌＧａＮ層１５
の結晶性が最も良好となる。

【０１３１】これに対して、基板のオフ方向が［１１-2
０］方向から±７°の範囲を超える方向である場合には
ＡｌＧａＮ層１５の転位密度が増加する。

【０１３２】以上のことから、オフ方向が［１１-2０］
方向から±７°の範囲内の方向であるｎ−ＧａＮオフ基
板１を用いることにより、オフ角度が１°および２°の
いずれの場合においても、Ａｌ組成が０．３と大きなＡ
ｌＧａＮ層１５において良好な結晶性が得られることが
わかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る窒化物系半導体基板の製造方法の
例を示す模式的な工程断面図である。

【図２】図１の窒化物系半導体基板を用いた実施例を示
す模式的な工程断面図である。

【図３】本発明に係る窒化物系半導体素子の模式的な斜
視図である。

【図４】図３の窒化物系半導体素子の製造方法を示す模
式的な工程断面図である。

【図５】図３の窒化物系半導体素子の製造方法を示す模
式的な工程断面図である。

【図６】図３の窒化物系半導体素子の製造方法を示す模
式的な工程断面図である。

【図７】本発明に係る窒化物系半導体素子の他の例を示
す模式的な断面図である。

【図８】図７の受光素子の製造方法を示す模式的な平面
図である。

【図９】実施例１の結果を示す図である。

【図１０】実施例２の結果を示す図である。

【図１１】従来の半導体レーザ素子を示す模式的な断面
図である。

【符号の説明】

１ｎ−ＧａＮオフ基板２，２１ｎ−バッファ層３ｎ−第２クラッド層４ｎ−第１クラッド層５ＭＱＷ発光層６ｐ−第１クラッド層７ｐ−第２クラッド層８ｐ−キャップ層９電流狭窄層１０電流通路１１ｐ−コンタクト層２２第１のｎ−ＡｌＧａＮ層２３第２のｎ−ＡｌＧａＮ層２４高抵抗ＡｌＧａＮ膜２５ｐ−ＡｌＧａＮ層２６ｐ−ＧａＮコンタクト層５０ｐ電極５１ｎ電極１００半導体レーザ素子１０１受光素子

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】六方晶系の窒化物系半導体からなる窒化
物系半導体基板であって、（０００１）面から所定の方
向に所定の角度傾斜した傾斜面を有し、前記傾斜面の傾
斜角度が１度以上２０度以下であることを特徴とする窒
化物系半導体基板。
【請求項２】前記傾斜面の傾斜方向は、基板面内にお
いて＜１１-2０＞方向から０度以上７度以下の範囲内の
方向であるか、もしくはこれと等価な方向であることを
特徴とする請求項１記載の窒化物系半導体基板。
【請求項３】前記窒化物系半導体基板はＧａＮから構
成されることを特徴とする請求項１または２記載の窒化
物系半導体基板。
【請求項４】六方晶系の窒化物系半導体からなる窒化
物系半導体基板上に１層以上の窒化物系半導体層が形成
されてなる窒化物系半導体素子であって、前記窒化物系
半導体基板は（０００１）面から所定の方向に所定の角
度を傾斜した傾斜面を有し、前記傾斜面の傾斜角度が１
度以上２０度以下であることを特徴とする窒化物系半導
体素子。
【請求項５】前記窒化物系半導体基板の前記傾斜面の
傾斜方向は、基板面内において＜１１-2０＞方向から０
度以上７度以下の範囲内の方向であるか、ももしくはこ
れと透過な方向であることを特徴とする請求項４記載の
窒化物系半導体素子。
【請求項６】前記窒化物系半導体基板はＧａＮから構
成されることを特徴とする請求項４または５記載の窒化
物系半導体素子。
【請求項７】前記窒化物系半導体層は、第１の窒化物
系半導体層、能動素子領域および第２の窒化物系半導体
層がこの順で形成されてなることを特徴とする請求項４
〜６のいずれかに記載の窒化物系半導体素子。
【請求項８】前記第１の窒化物系半導体層はＡｌを含
む窒化物系半導体層を含み、前記第２の窒化物系半導体
層はＡｌを含む窒化物系半導体層を含むことを特徴とす
る請求項７記載の窒化物系半導体素子。
【請求項９】前記第１の窒化物系半導体層のＡｌを含
む窒化物系半導体層および前記第２の窒化物系半導体層
のＡｌを含む窒化物系半導体層はＡｌＧａＮから構成さ
れることを特徴とする請求項８記載の窒化物系半導体素
子。