氮化物系半导体激光元件 【发明领域】
本发明涉及氮化物系半导体激光元件，特别涉及在基板上形成氮化物系半导体层的氮化物系半导体激光元件。
技术背景
近年来，氮化物系半导体激光元件被期待用作下一代的大容量光盘用光源，正在积极地进行开发。已往，已知在蓝宝石基板上使生长氮化物系半导体各层来形成氮化物系半导体激光元件的方法。这种情况下，为了缓和蓝宝石基板与氮化物系半导体层之间的晶格不匹配，已知有在蓝宝石基板与氮化物系半导体层之间形成低温缓冲层的技术。这在H.Amano等人在Appl、Phys、Lett(应用物理通信048,353(1986)中有揭示。此外，已往已知有通过在活性层与包层之间设置光导层来强化关注垂直方向的光的技术，这在特开平10-294529号公报中有揭示。
图18示出现有的氮化物系半导体激光元件的一例的剖视图，图19为图18所示的现有的一例氮化物和半导体激光元件发光层的详细剖视图。首先参看图18及图19就现有的一例的氮化物系半导体激光元件的构造进行说明。
在现有地一例的氮化物系半导体激光元件中，如图18所示，在蓝宝石基板101上形成由具有约20nm膜厚的未掺杂GaN构成的低温缓冲层102。在低温缓冲层102上形成由具有约4μm膜厚的掺Si的n型GaN构成的n导体层103。该n型导体层103通过除去部分区域而具有露出的表面与凸部。然后在n型导体层103的凸部上形成由具有约50nm膜厚的掺Si的n型In0.1Ga0.9N构成的n裂化防止层104。在n型裂化防止层104上形成由具有约0.5μm膜厚的掺Si的n型Al0.3Ga0.7构成的n型包层105。在n型包层105上形成发光层106。
发光层106如图19所示由n型光导层161、n型光导层161上形成的MQW(多重量子阱)活性层162、MQW活性层162上形成的p型盖层103、p型盖层163上形成的p型光导层164所构成。n型光导层161由具有约100nm膜厚的掺Si的n型GaN构成。然后，MQW活性层162由具有约20nm膜厚的未掺杂的In0.1Ga0.9N构成4个障壁层162a与由具有约2.5nm膜厚的掺Si的In0.2Ga0.8N构成的3个阱层162b交互层叠而成。此外，p型盖层163由具有约10nm膜厚的掺Mg的p型Al0.2Ga0.8N构成。该p型盖层163通过防止MQW活性层162的In脱落而具有防止MQW活性层162的结晶劣化的功能。此外，光导层164由具有约100nm膜厚的掺Mg的p型GaN构成。
然后，如图18所示，在发光层106(p型光导层164)上形成由具有约0.5μm膜厚的掺Mg的p型Al0.3Ga0.7N构成的p型包型107。该p型包型107通过除去部分区域而形成凸出形状。然后在p型包层107的凸部上形成由具有约0.5μm膜厚的掺Mg的p型GaN构成的p型导体层108。p型导体层108与p型包层107的凸部构成脊部109。
然后，在n型导体层103的露出表面的部分区域上、n型裂化防止层104、n型包层105、发光层106及p型导电层108的侧面上、以及p型包型107的表面上，形成由具有约0.2μm膜厚的Si02膜构成的电流阻挡层110。然后，在p型导体层108上形成p侧欧姆电极111。为覆盖该p侧欧姆电极111的表面与电流阻挡层110的表面的部分区域，形成p侧台电极。此外，在n型导体层103的露出的表面的部分区域上形成n侧欧姆电极113。在n侧欧姆电极113的上表面形成n侧台电极114。
在图18所示的现有一例的氮化物系半导体激光元件中，通过在p侧台电极112与n侧电极114之间施加正向电压，电流就从p侧台电极112经由p侧欧姆电极111、氮化物系半导体各层(108～103)及n侧欧姆电极113流到n侧台电极114。由此，发光层106发生激光。这时，发光层106内的光依靠MQW活性层162与n型包层105和p型包层107之间的折射率之差关注在垂直方向上。
此外，通过在MQW活性层162与n型包层105和p型包层107之间分别设置其折射率在MQW活性层162与n型包层105和p型包层107折射率之间的n型光导层161和p型光导型164，能强化垂直方向的光的关闭，故可将高密度的光关注在发光层内。
此外，作为现有的氮化物系半导体激光元件的另一例，已知有在n型SiC构成的基板上形成氮化物系半导体各层的氮化物系半导体激光元件。对此例如特开平11-340580号公报中所揭示的。此外，还有在GaAs或Si等构成的基板上形成氮化物半导体各层的氮化物系半导体激光元件。
在图18所示的现有例的氮化物系半导体激光元件中，当用于n型包层105及p型包层107中的AlGaN或用于MQW活性层162中的InGaN取大的Al组成及In组成时，会出现结晶性显著劣化的那样不合适情况。由此，通过取大的al组成及In组成来使MQW活性层162与n型包层105和p型包层107之间达到大折射率是困难的。为此，例如在MQW活性层162与n型包层105和p型包层107之间即使设置了n型光导层161和p型光导层164，也存在光的关闭不充分那样的不适当情况。
如上所述，以往，由于光的关闭不充分，故光易从含MQW活性层162的发光层106渗出到n型包层105和p型包层107。因此在以往，由于从发光层106渗出光的一部分传播到透明的蓝宝石基板1，因此被认为是对激光带来不良影响。具体地说，存在的问题是，光强度的空间分布不成为良好的单峰，同时激光本身变得不稳定，使在元件驱动中激光的形状和激光的束点位置发生改变。结果难以谋求激光的稳定化。
此外，为缓和蓝宝石基板101与n型导体层103之间的晶格不匹配而设的低温缓冲层102本身由于发生多量的转位，故在低温缓冲102中也存在发生光的散射和吸收那样不适当情况。由此也难以谋求光的稳定化。
此外，图18示出的现有例的氮化物系半导体激光元件中，含有掺杂了作为p型掺杂剂的Mg或Zn等的Al的p型氮化物系半导体层当增大膜厚时，由于发生裂化而使性大为劣化。因此由p型A1GaN构成的p型包层107的膜厚必须抑制到几百nm，故难以加大发光层106与p侧欧姆电极111之间的距离。这样在以往中由于发光层106与p侧欧姆电极111之间的距离小，故存在p侧欧姆电极111吸收发光层近傍的具有高强度的光那样不适当的情况。又，这时由于氮化物系半导体激光的发光波长小于红外或红色半导体激光的波长，故还存在氮化物系半导体激光更容易被p侧欧姆电极111所吸收的那样不适当的情况。结果也存在阈值电流和动作电流增大的问题。
此外。在使用以往的由GaAS或Si构成的基板的氮化物系半导体激光元件中，GaAs或Si构成的基板具有充分地小于活性层的禁带宽度(MQW构造时阱层的量子能级)的禁带宽度，所以与蓝宝石基板的情况不同，由基板吸收从发光层渗出的光是可能的。然而，由于GaAl或Si等的禁带宽度过分地小于发光波长的禁带宽度，故存在GaAs或Si等构成的基板中的光吸收过大的那样不适当情况。结果存在阈值电流和动作电流增大的问题。
此外，在使用上述特开平11-340580号公报揭不的由SiC构成的基板的以往的氮化物系半导体元件中，SiC构成的基板具有与由氮化物系半导体构成的活性层同等的禁带宽度，而且是难吸收光的间接迁移型半导体，所以由基板有效地吸收从发光层渗出的光是困难的。结果存在激光变得不稳定的问题。
此外，掺mg、Zn等的p型氮化物系半导体与掺n型掺杂剂的n型氮化物系半导体相比具有较深的杂质能级，所以p型氮化物系半导体层中的光吸收变大。因此在基板侧形成p型氮化物系半导体各层的情况下，存在基板难以有效地渗出从发光层渗出的光的问题。
【发明内容】
本发明的一个目的在于提供可谋求激光的稳定化，同时抑制阈值电流或动作电流增大的氮化物系半导体激光元件。
为达到上述目的，本发明的一个方面的氮化物系半导体激光元件，包括由掺杂的氮化物系半导体及硼化物系材料二者之一构成的基板，形成于基板上的n型包层，形成于n型包层上的氮化物系半导体构成的活性层，形成于活层层上的p型包层，以及在活性层、n型包层及p型包层之间中仅形成于所述活性层与所述p型包层之间中仅形成于所述活性层与所述p型包层之间的光导层。
根据这一方面的氮化物系半导体激光元件，如上所述，在活性层、n型包层以及p型包层之间，通过只在活性层与p型包层之间设置光导层，由于不存在n侧的光导层，所以能使从活性层发生的光优先地渗出于基板侧。由于可利用掺杂的氮化物系半导体构成的基板的杂质能级吸收掺出于基板侧的光，矿可实现激光的稳定化。此外，在由硼化物系材料构成的基板的情况中，由于可利用内迁移(价电子带内或传导带内的迁移)或带间迁移(从价电子带向传导带的迁移)吸收渗出于基板的光，故可实现激光的稳定化。
此外，由于能使活性层发生的光优先地渗出于基板侧，故能抑制基板与其对侧的p侧电极引起的光吸收。这样，可抑制阈值电流和动作电动的增大。又，氮化物系半导体或硼化物系材料构成的基板，与GaAs或Si等构成的基板不同，基板中的光吸收不会过大，故此可抑制阈值电流或动作电流的增大。又通过将具有比p型包层更浅的杂质能级的n型包层设置于基板侧，可抑制基板侧渗出的光被n层所吸收，故可使光有效地从基板侧渗出。
由于未设n侧的光导层，故n型包层与活性层之间禁带宽度没有阶梯形地改变。因此，注入活性层的空穴难以超过n型包层与活性层之间的禁带宽度差，所以能抑制空穴向n型包层的溢出。这样，即使温度上升也能抑制阈值电流的增加。结果可提高元件的温度特性。这里，对上述的空穴向n型包层的溢出作详细的说明。在设置n侧的光导层的情况下，禁带宽度依活性层、n侧的光导层及n型包型的次序发生阶梯型(2阶)改变。因此，注入活性层的空穴通过具有活性层与n型包层之间的禁带宽度的n侧的光导层，存在从活性层向n型包层溢出的可能性。另一方面，在不设n侧的光导层情况下，注入活性层的空穴只在超过活性层与n型包层之间的禁带宽度差时发生溢出。这种情况下，由于活性层与n型包层之间的禁带宽度差大于活性层与n侧的光导层之间的禁带宽度差，故能抑制空穴从活性层向n型包层的溢出。
在根据上述一个方面的氮化物系半导体激光元件中，较好的是，基板吸收活性层发生的光的一部分。若如此构成，则能利用经掺杂的氮化物系半导体构成的基板的杂质能级容易地吸收渗出于基板侧的光。这种情况下较好的是，掺杂于基板的杂质是氧气。若如此构成，则利用氧气在基板上有效地形成杂质能级，故能有效地吸收渗出于基板的光。这样，即使由于不设n侧的光导层而不充分地关闭活性层的光，也不会使激光变得不稳定。这时宁可通过基板吸收活性层发生的光的一部分，可使激光更稳定化。又，在由硼化物系材料构成的基板的情况下，可利用禁带内迁移(价电子带内或传导带内的迁移)或带间迁移(从价电子带向传导带的迁移)容易地吸收渗出于基板侧的光。
在根据上述一个方面的氮化物系半导体激光元件中，较好的是，n型包层是未掺杂的。本发明的“未掺杂”是指并不有意地掺入杂质。因而，不仅是完全不掺杂的情况，而且无意地混入少量杂质的情况也相当于本发明的“未掺杂”。若如此构成，则能提高形成于n型包层上的活性层的结晶性，故能提高发光效率。又，由于杂质能级未形成于n型包层，故能抑制n型包层的光吸收。
在根据上述一个方面的氮化物系半导体激光元件中，较好的是，锗被掺杂到n型包层中。若如此构成，则由于锗的晶格参数与氮化物系半导体的相近，故能有效地降低因掺杂引起变化的发生。这样，可提高形成于n型包层上的活性层的结晶性，故能提高发光效率。又，通过控制锗的掺杂量，能容易地控制n型包层的电阻值。
在根据上述一个方面的氮化物系半导体激光元件中，较好的是，进一步具备形成于基板与n型包层之间、由未掺杂的氮化物系半导体构成的层。若如此构成，则能提高形成于该层上的n型包层的结晶性，故能抑制在n型包层的光吸收。又，通过设置由未掺杂的氮化物系半导体构成的层，能调整活性层与基板之间的距离，故可容易地控制基板的光吸收量。
在根据上述一个方面的氮化的系半导体激光元件中，较好的是，进一步具备形成于基板与n型包层之间、由掺锗的氮化物系半导体构成的层。若如此构成，则由于锗的晶格参数与氮化物系半导体的相近，故能有效地降低因掺杂引起变形的发生。这样，能提高形成于由掺锗的氮化物系半导体构成的层上的n型包层的结晶性，故能抑制在n型包层的光吸收。又，通过控制锗的掺杂量，能容易地控制由掺锗的氮化物系半导体构成的层的电阻值。
在根据上述一个方面的氮化物系半导体激光元件中，较好的是，基板包含GaN基板及ZrB2基板中的一种。若如此构成，则由于GaN或ZrB2的晶格参数与构成形成于其上的n型包型及活性层的氮化物系半导体的相近，故能提高n型包层及活性层的结晶性。这样，能抑制n型包层引起的光吸收，故能实现激光的稳定化。又，GaN基板或ZrB2基板与GaAs或Si构成的基板不同，基板中的光吸收不会过大，故可抑制阈值电流或动作电流的增大。
在根据上述一个方面的氮化物系半导体激光元件中，较好的是，p型包型包含具有其晶格参数小于GaN的晶格参数的氮化物系半导体构成的p型包层，光导层由具有其晶格参数大于GaN的晶格参数的氮化物系半导体构成。若如此构成，则可利用光导层补偿由其晶格参数小于GaN的晶格参数的氮化物系半导体构成的p型包层中发生的晶格变形。这样，能提高p型包层的结晶性。此外，也提高形成于p型包层上的氮化物系半导体层的结晶性。结果，抑制了p型包层及形成于p型包层上的氮化物系半导体层的光吸收，由此，能使活性层发生的光优先的渗出于基板侧。
这种情况下，较好的是，光导层由InGaN构成。若如此构成，则能容易地使光导层的晶格参数大于GaN的晶格参数。
在根据上述一个方面的氮化物系半导体激光元件中，较好的是，光导层是未掺杂的。若如此构成，则不形成杂质能级。这样，能抑制因杂质能级引起的光导会的光吸收，由此，能使活性层发生的光优先地渗出于基板侧。
在根据上述一个方面的氮化物系半导体激光元件中，较好的是，进一步具备形成于n型包层与活性性之间、具有其折射率小于n型包层的折射率的氮化物系半导体构成的n型载流子阻挡层。若如此构成，由于想要将光关闭在其折射率大于n型载流子阻挡层的n型包层中，故能容易地使光渗出于n型包层中。由于可使活性层发生的光更优先地渗出于基板侧。
这种情况下，较好的是，n型包型包含由具有第1Al组成比的AlGaN构成的n型包层，n型载流子阻挡层包含由具有大于第1Al组成比的第2Al组成比的alGaN构成的n型载流子阻挡层。若如此构成，能容易地使n型载流子阻挡层的折射率小于n型包层的折射率。
在根据上述一个方面的氮化物系半导体激光元件中，较好的是，进一步具备形成于n型包层与活性层之间、具有其禁带宽度大于n型包层的禁带宽度及活性层的禁带宽度的氮化物系半导体构成的n型在载片层。若如此构成，则由于n型载流子阻挡层与活性层之间的禁带宽度差大于n型包层与活性层之间的禁带宽度差，故可抑制空穴向n型包层的溢出。
这种情况下，较好的是，n型包层包含由具有第1Al组成比的AlGaN构成的n型包层，同时，活性层包含由InGa构成的活性层，n型载流子阻挡层包含由具有大于第1Al组成比的第2Al组成比的AlGaN构成的n型载流子阻挡层。若如此构成，则能容易地使n型载流子阻挡层的禁带宽度大于n型包层的禁带宽度及活性层的禁带宽度。
在根据上述一个方面的氮化物系半导体激光元件中，较好的是，进一步具备在p型包层及形成于p型包层上的氮化物和半导体层的电流通路部以外的区域，通过导入杂质形成的杂质层。若如此构成，则杂质导入层由于比其他区域含有更多的结晶缺限而成高电电阻。这样，杂质导入层作为电流狭窄层发挥作用的同时，由于发生因结晶缺陷引起的光吸收，故也作为光吸收层发挥作用。结果，由于能进行光的横方向的封闭，故能实激光的横向模式的稳定化。
这种情况下，较好的是，杂质导入层是离子注入层。若如此构成，则通过离子注入杂质，通容易地在p型包层及形成在p型包层上的氮化物系半导体层的电流通路部以外的区域形成作为杂质导入层由离子注入层。
这种情况下，较好的是，杂质含有碳，杂质导入层的碳的杂质浓度的极大值为5×10-19cm-1以上。若如此构成，则在杂质导入层不仅电流狭窄而且能容易地进行光的横向关闭。
在根据上述一个方面的氮化物系半导体激光元件中，较好的是，进一步具备形成于p型包层上的未掺杂的p侧导体层。若如此构成，则与经掺Mg等的p型掺杂剂的p型导体层不同，未掺杂的p侧导体层中不形成杂质能级，故能抑制因杂质能级引起的p侧导体层的光吸收。
这种情况下，较好的是，活性层包含含有In的氮化物系半导体构成的量子阱构造的活性层，未掺杂的p侧导体层具有小于活性层的量子阱层膜厚的膜厚，而且由具有In组成比小于量子阱层的In组成比的氮化物系半导体构成。若如此构成，则由于未掺杂的p侧的导体层的禁带宽度大于活性层的禁带宽度(量子阱层的量子能级)，故能抑制p侧导体层的光吸收。这样，能抑制因p侧导体层的光吸收引起的阈值电流或动作电流的增大。
这种情况下，较好的是，未掺杂的p、侧层体层的膜厚为3nm以上、5nm以下。若如此构成，则能容易地抑制阈电流或动作电流的增大。
这种情况下，较好的是，未掺杂的p侧导体层的In组成比0.05以上，且比活性层的量子阱层的In组成比小0.05以上。若如此构成，则能容易地抑制阈值电流或动作电流的增大。
【附图说明】
图1示出本发明的第1实施形态的氮化物系半导体激光元件的构成的剖视图。
图2为图2所示的第1实施形态的氮化物系半导体激光元件的发光层的详细剖视图。
图3～图8为说明图1所示的第1实施形态的氮化物系半导体激光元件的制造过程的剖视图。
图9为本发明的第2实施形态的氮化物系半导体激光元件的发光层的详细剖视图。
图10为本发明的第3实施形态的氮化物系半导体激光元件的发光层的详细剖视图。
图11为本发明的第4实施形态的氮化物系半导体激光元件的剖视图。
图12～图15为说明图11所示的第4实施形态的氮化物系半导体激光元件的制造过程的剖视图。
图16为本发明的第5实施形态的氮化物系半导体激光元件的剖视图。
图17为本发明的第6实施形态的氮化物系半导体激光元件的剖视图。
图18示出现有的氮化物系半导体激光元件的一例的剖视图。
图19为图18所示的现有例的氮化物系半导体激光元件的发光层的详细剖视图。
具体实施方法
以下参照附图说明本发明的实施形态。
(第1实施形态)
首先参照图1及图2说明第1实施形态的氮化物系半导体激光元件的构造。
如图1所示，第1实施形态的氮化物系半导体激光元件中，在掺氧的n型GaN基板1的(0001)面上形成约有1μm膜厚的未掺杂GaN层2。n型GaN基板1是本发明的“氮化物系半导体构成的层”的一例，未掺杂GaN层2是本发明的“未掺杂的氮化物系半导体构成的层”的一例。然后在未掺杂GaN层2上形成约有1μm膜厚的未掺杂Al0.07Ga0.93N构成的未掺杂的n型包层3。在未掺杂的n型包层3上形成发光层4。
第1实施形态中，如图2所示，未设置n侧的光导层。即，发光层4由具有多重量子阱构造的MQW活性层41、形成在MQW活性层上的p侧光导层42、以及形成在p侧光导层42上的p型载流子阻挡层43所构成。MQW活性层41是本发明的“活性层”的一例，p型光导层42是本发明的“光导层”的一例。
MQW活性层41由膜厚约3.5nm的未掺杂InxGa1-xN构成的3个量子阱层41a与膜厚约20nm的未掺杂InYGa1-YN构成的3个量子障壁层41b交互层叠而成。这里，X＞Y，X＝0.15，Y＝0.05。又，p侧光导层42由膜厚约0.1μm的未掺杂In0.01Ga0.99N构成。而p型载流子阻挡层43由膜厚约20nm的掺Mg的p型Al0.25Ga0.75N构成。该发光层4中作为关闭在p侧光导层42中的光能量比例的光关闭系数约为0.35。
如图1所示，在发光层4(p型载流子阻挡层43)上形成由掺Mg的Al0.07Ga0.93N构成p型5。该p型包层5通过除去一部分区域而形成凸部形状。而且，p型包层5的凸部的膜厚约为0.35μm，凸部以外区域的膜厚约为0.05μm。p型包层5的凸部的宽度约为1.5μm。然后在p型包型5的凸部上形成由膜厚约3nm的掺Mg的p型In0.01Ga0.99N构成的p型导体层6。然后由p型包层5的凸部与p型导体层6构成成为电流通路的脊部7。在该脊部7的侧面上与p型包层5的露出的表面上形成膜厚约0.2μm的SiO2膜构成的电流阻挡层8。
然后在构成脊部7的p型导体层6上从下层向上层地形成细长的由膜厚约1nm的Pt层、膜厚约100nm的Pd层、膜厚约240nm的Au层、膜厚约240nm的Ni层构成的p侧欧姆电极9。又，在p侧欧姆电极9的表面上与电流阻挡层8的表面的一部分区域上，从下层向上层使与p侧欧姆电极9的上面接触地形成由膜厚约100μm的Ti层、膜厚约150nm的Pt层、膜厚约3μm的Au层构成的p侧台电极10。
又，在n型GaN基板1的下表面上从接近n型GaN基板1起按次序形成由膜厚约6nm的Al层、膜厚约2nm的Si层、膜厚约10nm的Ni层、膜厚约100nm的Au层构成的n侧欧姆电极11。在n侧欧姆电极11的下表面上从接近n侧欧姆电极11起按次序形成由膜厚约10nm的Ni层、膜厚约700nm的Au层构成的n侧台电极12。
第1实施形态中如上述那样通过仅在MQW活性层41与p型包层5之间设置光导层(p侧光导层42，由于不存在n侧的光导层，故可使MQW活性层41发生的光优先地渗出于n型GaN基板1侧。这样，由于可利用掺氧的n型GaN基板的杂质能级吸收渗出于n型GaN基板1侧的光，故能实现激光的稳定化。又，由于能使MQW活性层41发生的光优先地渗出于n型GaN基板1则，故能抑制与n型GaN基板1相对侧的p侧欧姆电极9的光吸收。由此，可抑制阈值电流或动作电流的增大。大，n型GaN基板1与GaAS或Si等构成的基板不同，n型GaN基板1的光吸收不会过分大，故此能抑制阈值电流或动作电流的增大。又，由于未设置n侧的光导层，故在未掺杂的n型包层3与MQW活性层41之间禁带宽度没有阶梯形地变化。因此注入于MQW活性层41的空穴难以超过n型包层3与MQW活性层41之间的禁带宽度差，故能抑制空穴向n型包层3的溢出。由此，即使温度上升也可抑制阈值电流的增加。结果能提高元件的温度特性。
又，第1实施形态中，如上所述，通过采用掺氧的n型GaN基板1，可容易地利用掺氧的n型GaN基板1的杂质能级吸收渗出于n型GaN基板1侧的光。通过掺氧作为杂质，由于有效地在用氧气的n型GaN基板上形成杂质能级，故能有效地吸收渗出于n型GaN基板1上的光。这样，即使由于不设n侧的光导层使MQW活性层41的光关闭不十分完善，也不会使激光变得不稳定。这种情况下，宁可通过n型GaN基板1的光吸收，可使激光更稳定化。
又，在第1实施形态中，如上所述，通过使n型包层3未掺杂，同时将该未掺杂的n型包层3形成在未掺杂GaN层2上，可提高未掺杂的n型包层3的结晶性，并也可提高形成于其上的MQW活性层41的结晶性。这样，可抑制n型包层3的光吸收，同时可提高MQW活性层41的发光效率。又，由于在未掺杂质能级，故此能抑制n型包层3的光吸收。此外，也能抑制未掺杂GaM层2的光吸收。又，通过调节未掺杂GaN层2的膜厚，可调整发光层4与n型GaN基板1之间的距离为规定的距离(第1实施形态中为2μm)，故可容易地控制n型GaN基板1的吸收量。
又，第1实施形态中，由于作为n型GaN基板1的材料的GaN的晶格参数与构成形成于其上的未掺杂的n型包含3及MQW活性层41的氮化物系半导体的晶格参数相近，因此可提高n型包层3及MQW活性层41的结晶性。
又，第1实施形态中，通过将p侧光导层42做成具有晶格参数大于GaN的In0.01Ga0.99N，可以补偿晶格参数小于GaN的p型Al0.25Ga0.75N构成的p型载流子阻挡层43及p型Al0.07Ga0.93N构成的p型包层5发生的晶格变形。由此，可提高p型载流子阻挡层43及p型包层5的结晶性。此外也可提高形成于p型包层5上的p型导体层6的结晶性。而且通过使p侧光导层42未掺杂，在p侧光导层42上不形成杂质能级。结果由于抑制了p侧光导层42、p型载流子阻挡层43、p型包层5及p型导体层6的光吸收，因此可使MQW活性层41发生的光优先地渗出于n型GaN基板1侧。
以下，参照图1～图8说明第1实施形态的氮化物系半导体激光元件的制造过程。
首先，如图3所示，采用MOCVD法(有机金属气相淀积法)在n型GaN基板1上依次形成未掺杂GaN层2、n型包层3、发光层4、p型包层5及p型导体层6。
具体地说，将n型GaN基板1保持于约1150℃的成长温度的状态下，在掺氧的n型GaN基板1的(0001)而上形成膜厚约1μm的未掺杂GaN层2。接着在未掺杂GaN层2上形成膜厚约1μm的未掺杂Al0.07Ga0.93N构成的n型包层3。
其次如图2所示，将基板温度保持在约850℃的成长温度的状态下，在未掺杂的n型包层3上使交互地成长由膜厚约3.5nm的未掺杂InxGa1-xN构成的3个量子阱层41a与由膜厚约20nm的未掺杂InYGa1-YN构成的3个量子障壁层41b。由此，在n型包层上形成MQW活性层41。接着在MQW活性层41上成长由膜厚约0.1μm的未掺杂In0.01Ga0.99N构成的p侧光导层42。
其次，将基板温度保持于约950℃的成长温度的状态下，在p侧光导层42上成长由膜厚约20nm的掺Mg的p型Al0.25Ga0.75N构成的p型载流子阻挡层43。
其次，如图3所示，将基板温度保持于1150℃的状态下，在发光层4(p型载流子阻挡层43)上成长由膜厚约0.35μm的掺Mg的p型Al0.07Ga0.93N构成的p型包层5。接着在p型包层5上成长由膜厚约3nm的掺Mg的p型In0.01Ga0.99N构成的p型导体层6。
其次，如图4所示，采用等离子CVD(化学气相淀积法)在p型导体层6的大致整面上形成膜厚约1μm的SiO2膜13。而且在SiO2膜13上涂布光刻胶(未图示)后，用光刻术形成宽度约1.5μm的条状(细长状)的抗蚀图案14。
其次，采用CF4气体的RIE法(反应离子蚀刻法)，以蚀刻图案为掩膜，蚀刻SiO2膜13。由此如图5所示，形成宽度约1.5μm的条状的SiO2膜13。其后，除去蚀刻图案14。
其次如图6所示，采用氯气的RIE法，以SiO2膜13为掩膜，通过蚀刻除去p型导体层6及p型包层5的一部分区域，形成脊部7。这时控制蚀刻深度使p型包层5的凸部以外的区域的膜厚成为约0.05μm。之后采用HF系蚀刻剂除去SiO2膜13。
其次如图7所示，采用等离子体CVD法形膜厚约0.2μm的SiO2膜(未图示)以覆盖p型包层5及p型导体层6之后，通过采用光刻技术及CF4气体的RIE法除去SiO2膜的一部分以露出p型导体层6的上表面，形成SiO2膜构成的电流阻挡层8。
其次如图8所示，采用真空蒸镀法在p型导体层6上从下层向上层条状地形成由膜厚约1nm的Pt层、膜厚约100nm的Pd层、膜厚约240nm的Au层、膜厚约240nm的Ni构成的p侧欧姆电极9。然后采用真空蒸镀法在p侧欧姆电极9的表面上与电流阻挡层8的表面的一部分区域上从下层向上层使接触p侧欧姆电极9的上表面地形成由膜厚约100nm的Ti层、膜厚约150nm的Pt层、膜厚约3μm的Au层构成的p侧台电极10。
最后，如图1所示，通过研磨n型GaN基板1的内表面使n型GaN基板1为规定的厚度(如约100nm)。之后，采用真空蒸镀法在n型GaN基板1的内表面上从邻近n型GaN基板1起依次形成由膜厚约6nm的Al层、膜厚约2nm的Si层、膜厚约10nm的Ni层、膜厚约100nm的Au层构成的n侧欧姆电极11。然后，采用真空蒸镀法在n侧欧姆电极11的内表面上从邻近n侧欧姆电极11起依次形成由膜厚约10nm的Ni层、膜厚约700nm的Au层构成的n侧台电极12。这样，形成第1实施形态的氮化物系半导体激光元件。
(第2实施形态)
参照图9，本第2实施形态中说明对上述第1实施形态的构成中进一步在发光层4b的MQW活性层41的下面(基板侧)设置n型载流子阻挡层45的例子。其他的构造与第1实施形态相同。
该第2实施形态的氮化物系半导体激光元件中，如图9所示，在由膜厚20nm的未掺杂Al0.25Ga0.75N构成的n型载流子阻挡层45上，依次形成具有与第1实施形态相同的膜厚及组成的MQW活性层41、p侧光导层42及p型载流子阻挡层43。n型载流子阻挡层45具有比未掺杂的n型包层3的折射率及MQW活性层41的折射率小的折射率。即，n型载流子阻挡层45、n型包层3以及MQW活性层41的折射率的大小关系为：n型载流子阻挡层45＜n型包层3＜MQW活性层41。又，n型载流子阻挡层45具有的禁带宽度大于未掺杂的n型包层3的禁带宽度及MQW活性层41的禁带宽度。然后由上述氮化物系半导体各层(41～43、45)构成第2实施形态的发光层4b。
第2实施形态中，如上所述，通过在未掺杂的n型包层3与MQW活性层41之间设置其折射率小于未掺杂的n型包层3的折射率的n型载流子阻挡层45，使光关闭于折射率大于n型载流子阻挡层45的n型包层3中，因此能容易地使光掺出于n型包层3中。如果不设n型载流子阻挡层45，则由于光被强烈地关闭于折射率大于n型包层3的MQW活性层4中，故向n型包层3的光渗出变小。这样，与第1实施形态相比，可使MQW活性层发生的光更优先地渗出于n型GaN基板1侧。但是在n型载流子阻挡层45有更大的膜厚(微米级)时，带隙后作为折射率小的包层发挥作用。这时，由于较强的光被关闭于活性层内，故难以获得上述的效果。因此，n型载流子阻挡层45以小的膜厚形成为好。
又，第2实施形态中，如上所述，在n型包层3与MQW活性层41之间设置了其禁带宽度大于n型包层3的禁带宽度及MQW活性层41的禁带宽度的n型载流子阻挡层45。这种构造中，由于n型载流子阻挡层45与MQW活性41之间的基带宽度差大于n型包层3与MQW活性层41之间的禁带宽度差，故更能抑制空穴向n型包层3的溢出。
第2实施形态的其他效果与第1实施形态相同。
(第3实施形态)
参照图10，本第3实施形态中说明与第1及第2实施形态不同的、在n型GaN基板上形成掺Ge的n型包层21的例子。其他的构造与第1实施形态相同。
第3实施形态的氮化物系半导体激光元件中，如图10所示，在掺氧的n型GaN基板1的(0001)面上形成具有与第1实施形态相同膜厚及组成的未掺杂GaN层2。
第3实施例中在未掺杂GaN层2上形成具有约1μm膜厚的、同时具有约1×1018cm-3的载流子浓度的掺Ge的Al0.07Ga0.93N构成的n型包层21。该n型包层21中所掺的Ge具有大于Si的晶格参数且接近氮化物系半导体的晶格参数的晶格参数。
然后，在n型包层21上形成具有与第1实施形态相同的膜厚及组成的发光层4、p型包层5及p型导电体层6。又，在脊部7的侧面上与p型包层5的露出的表面上形成由SiO2膜构成的电流阻挡层8。然后，在元件的n侧及p侧上分别形成具有与第1实施形态相同膜厚及组成的p侧欧姆电极9、p侧台电极10、n侧欧姆电极11以及n侧台电极12。
第3实施形态中，如上所述，通过在n型包层21中掺杂其晶格参数与氮化物系半导体接近的Ge，与掺杂通常用的Si作为n型掺杂剂的情况相比，可有效降低由掺杂引起的变形的发生。因此，能提高n型包层21的结晶性，并且也能提高形成于该n型包层21上的MQW活性层14的结晶性。这样，可抑制n型包层21的光吸收，同时提高PQW活性层41的发光效率。此外，通过控制Ge的掺杂量，能容易地控制n型包层21的电阻值。
第3实施形态的其他效果与第1实施形态相同。
(第4实施形态)
参照图11，本第4实施形态中说明与第1～第3实施形态的利用脊部及电流阻挡层进行电流狭窄的情况不同的、利用离子注入层31进行电流狭窄的例子。
第4实施形态的氮化物系半导体激光元件中，如图11所示，在掺氧的n型GaN基板1的(0001)面上依次形成具有与第1实施形态相同的膜厚及组成的未掺杂GaN层2、n型包层3、发光层4、p型包层5以及p型导体层6。
然后，在p型包层5与p型导体层6上没有离子注入层31、离子注入层31具有通过离子注入碳(C)形成的约0.32μm的注入深度。而且，离子注入的碳浓度的峰值深度位于从p型导体层6的上面起约0.23μm的p型包层5的区域内。峰值深度的峰值浓度约为1×1020cm-1。又，成为电流通路部的未离子注入的区域(非注入区域)以约2.1μm的宽度形成。而且该离子注入层31通过将多量的离子注入半导体中而含有比其他区域更多的结晶缺陷。这样，离子注入层31由于较多地含有结晶缺陷而成为高电阻，故作为电流狭窄层发挥作用，同时发生因结晶缺陷引起的光吸收，故也作为光吸收层发挥作用。碳(C)是本发明的“杂质”的一例，离子注入层31是本发明的“杂质导入层”的一例。
在p型导体层6的上表面上形成具有开口部33a的ZrO2构成的绝缘膜33。开口部33a的宽度形成得小于电流通路部32的宽度。然后在绝缘膜33的上面形成p侧欧姆电极34使其通过绝缘膜33的开口部33a接触到p型导体层6的上表面，同时延伸到绝缘膜33的上面。所述p侧欧洲电极34从下后向上层由膜厚约1nm的Pt层、膜厚约100nm的Pd层、膜厚约240nm的Au层、膜厚约240nm的Ni层构成。然后在p侧欧姆电极34的上表面上从下层向上层形成由膜厚约100nm的Ti层、膜厚约150nm的Pt层、膜厚约3μm的Au层构成的p侧台电极35。又，在n型GaN基板1的内表面上从邻近n型GaN基板1的一侧起依次形成具有与第1实施形态相同膜厚及组成的n侧欧姆电极11及n侧台电极12。
第4实施形态中如上所述，如上所述，通过利用作为离子注入层31的光吸收层的功能，由于能进行光的横向的关闭，故能实现激光的横向模式的稳定化。而且与第1实施形态相同，也通过使发光层4发出的光优先地渗出于n型GaN基板1侧，同时利用n型GaN基板1的杂质能级吸收渗出于n型GaN基板1侧的光，可实现激光的稳定化。结果由于上述2种效果相乘地起作用，故更使激光稳定化。
第4实施形态的其他效果与第1实施形态相同。
以下参照图11～图15说明第4实施形态的氮化物系半导体激光元件的制造过程。
首先，如图12所示，采用与第1实施形态相同的制造过程，在掺氧的n型GaN基板1的(0001)面上依次形成从未掺杂GaN层2到p型导体层6。其次采用等离子体CVD法在p型导体层6的整个面上形成膜厚约1μm的SiO2膜(未图示)后，通过采用光刻技术及蚀刻技术对该SiO2膜构图，形成由具有宽度约2.2μm的条状(细长状)的SiO2构成的离子注入掩膜层36。然后形成SiO2构成的穿透膜37使覆盖离子注入掩膜层36及p型导体6的表面。
然后，如图13所示，以离子注入掩膜层36为掩膜，通过经由穿透膜37进行碳的离子注入，在p型包层5及p型导体层6上形成具有约0.32μm注入深度的离子注入层31。这样，以离子注入层31作为电流狭窄层，同时形成宽度约2.1μm的电流通过部32。这里，定义Rp+ΔRp为注入深度(离子注入层31的厚度)。又，Rp为峰值深度，ΔRp为射程的标准偏差。又，离子注入时，在离子注入掩膜层36的下部发生离子向横方向扩展(ΔR1)。此时设离子注入时的离子注入掩膜层36的宽度为W，则离子注入掩膜层36的下部离子未被注入的区域的宽度B为：B＝W-2×ΔR1。
这时，为了在离子注入层31中不仅充分进行电流狭窄而且充分进行光的横方向关闭，离子注入的碳的杂质浓度的极大值约为5×1019cm-1以上为好。这样，在离子注入层31中由于结晶缺陷多于电流通过部32，故可由该多含的结晶缺陷进行光吸收。其次采用CF4气体的干式蚀刻除去穿透膜37。
其次，如图14所示，采用电子束蒸镀法从元件的垂直方向蒸镀由约50nm厚度的ZrO2构成的绝缘膜33，使覆盖p型导体层6及离子注入掩膜层36的表面。这样，绝缘膜33几乎不形成离子注入掩膜层36的侧壁部。
其次，如图15所示，通过用氟酸系蚀刻剂进行蚀剂，除去离子注入掩膜层36与绝缘膜33的一部分区域。这时，由于绝缘膜33几乎不被蚀刻，所以仅完成除去位于离子注入掩膜层36的侧壁部的绝缘膜33。然后在除去位于离子注入掩膜层36的侧壁部的绝缘膜33之后，完全除去离子注入掩膜层36。结果在电流通路部32的上表面上形成具有开口部33a的ZrO2构成的绝缘膜33。
最后，如图11所示，经由开口部33a与p型导体层6的上面相接触并在绝缘膜33的上表面上延伸地，从下层向上层形成由膜厚约1nm的Pt层、膜原约100nm的pd层、膜厚约240nm的Au层、膜厚约240nm的Ni层构成的p侧欧姆电极34。然后在p侧欧姆电极34上，从下层向上层形成由膜厚约100nm的Ti层、膜厚约150nm的Pt层、膜厚约3μm的Au层构成的p侧台电极35。将n型GaN基板1研磨到规定的膜厚为止之后，在n型GaN基板1的内表面上从邻近n型GaN基板1的一方起依次形成n侧欧姆电极11及n侧台电极12。这样，形成了第4实施形态的氮化物系半导体激光元件。
(第5实施形态)
参照图16，本第5实施形态说明与上述第1～第4实施形态不同的、使p侧的导体层为未掺杂且该未掺杂的导体层的膜厚小于最子阱层的膜厚、In组成比小于最子阱层的In组成比例的例子。其他的构成与第1实施形态相同。
第5实施形态的氮化物系半导体激光元件中，如图16所示，在掺氧的n型GaN基板1的(001)面上依次形成具有与第1实施形态相同膜厚及组成的未掺杂GaN层2、n型包层3、发光层4以及p型包层5。
这里，第5实施例中，在构成p型包层5的脊部7的凸部上形成由未掺杂InzGa1-zN构成的p侧导体层61。该p侧导体层61的膜厚设定为约3nm，小于量子阱层41a(参照图2)的膜厚(约3.5nm)。又，未掺杂的p侧导体层61的In组成比设定为Z＝0.10，小于由未掺杂InxGa1-xN构成的量子阱层41a的In组成比(X＝0.15)。
这里，如未掺杂InzGa1-zN构成的p侧导体层61的In组成比(Z)过大时，则阈值也流有增大的倾向。因此，较好的是设定未掺杂的p侧导体层61的In组成比(Z)使它与未掺杂InzGa1-zN构成的量子阱层41a的In组成比(X)的差为约0.05以上(X-Z≥0.05)。也就是说，较好的是设定p侧导体层61的In组成比(Z)小于量子阱层41a的In组成比(X)约0.05以上。另一方面，如未掺杂InzGa1-zN构成的p侧导体层61的In组成比(Z)过小时，则动作电压有增大的倾向。因此较好的是设定未掺杂的p侧导电层61的In组成比(Z)使为约0.05(Z≥0.05)以上。从而，较好的是根据p侧导体层61的In组成比(Z)为约0.05以上且比量子阱层41a的In组成比(X)小约0.05以上的条件(X-0.05≥Z≥0.05)进行设定。本第6实施形态中，X-0.05＝0.15-0.05＝0.10，Z＝0.10，故满足上述条件(X-0.05≥Z≥0.05)。
又，当未掺杂InzGa1-zN构成的p侧导体层61的膜厚过大时，阈值电流或动作电流有增大的倾向。因此，较好的是设定未掺杂的p侧导体61的膜存使约为5nm以下。另一方面，当未掺杂InzGa1-zN构成的p侧导体层61的膜厚过小时，动作电压有增大的倾向。因此，较好的是设定未掺杂的p侧导电层61的膜厚使约为3nm以上。本第5实施形态中，未掺杂的p侧导体层61的膜厚约为3nm，故满足上述条件(约3nm以上并约5nm以上)。
然后，在脊部7的侧壁上与p型包层5的露出表面上形成电流阻挡层8。此外在元件的n侧及p侧上分别形成具有与第1实施形态相同膜厚及组成的p侧欧姆电极9、p侧台电极10、n侧欧姆电极11以及n侧台电极12。
第5实施形态中，如上所述，通过使在构成p型包层5脊部7的凸部上形成的导体层61为未掺杂的，与掺Mg等掺杂剂的p型导体层不同，在未掺杂的p侧导体层61中不形成杂质能级，故能抑制因杂质能级的p侧导体层61的光吸收。而且，通过设定未掺杂的p侧导体层61的膜厚为小于量子阱层41a的膜厚(约3.5nm)，约3nm，设定未掺杂的p侧导体61的In组成比小于量子阱层41a的In组成比(0.15)，为0.10，由于未掺杂的p侧导体层61的禁带宽度比MQW活性层41的禁带宽度(量子阱层41a的量子能级)大，因此能抑制p侧导体层61的光吸收。这样一来，可抑制因p侧导体层61的光吸收引起的阈值电流或动作电流的增大。
特别是在第5实施形态中，通过设定未掺杂的p侧导体层61的膜厚(约3nm)及In组成比(0.10)使满抑制上述阈值电流或动作电流的增大用的条件(约3nm以上并约5nm以下的膜厚及小于0.05以上的组成比(量子阱层的In组成比-0.05))，可更加抑制阈值电流或动作电流的增大。又，通过抑制p侧导体层61的光吸收可使MQW活性层41发生的光更优先地渗出于n型GaN基板1侧，故能使激光更加稳定化。
第5实施形态的其他效果与第1实施形态相同。
(第6实施形态)
参照图17，本第6实施形态说明采用未掺杂的ZrB2基板51代替上述第1～第5实施形态的n型GaN基板的例子。其他构成与第1实施例相同。
第6实施形态的氮化物系半导体激光元件中，如图17所示，在未掺杂的ZrB2基板51的(0001)面上依次形成具有与第1实施形态相同膜厚及组成的氮化物系半导体各层(未掺杂GaN层2、n型包层3、发光层4、p型包层5以外p型导体层6)。作为ZrB2基板51的材料ZrB2具有与氮化物系半导体的晶格掺数相近的晶格参数，且具有六方晶系的结晶构造。ZrB2基板51是本发明的“硼化物材料构成的基板”的一例。又，在脊部7的侧壁上与p型包层5露出的表面上形成由SiO2膜构成的电流阻挡层8。而且在元件的n侧及p侧上分别形成具有与第1实施形态相同膜厚及组成的p侧欧姆电极9、p侧台电极10、n侧欧洲电极11n以及n侧台电极12。
第6实施形态中，如上所述，由于作为ZrB2基板51的材料ZrB2的晶格参数接近于氮化物系半导体的晶格参数，故能提高形成于该ZrB2基板51上的氮化物系半导体的结晶性。大，ZrB2基板51由于具有六方晶系的结晶构造，故容易地使氮化物系半导体层结晶成长于ZrB2基板51上。又，由于ZrB2基板51的晶格参数与氮化物系半导体的晶格参数差很小，故不必经由低温缓冲层来形成氮化物系导体层。由此，也不发生因低温缓冲层自身的多量转位引起产生的光的散射和吸收。又，将作为半金属的ZrB2作为材料的ZrB2基板51，与具有相对于发光波长过于小的禁带宽度的半导体(Si及GaAS等)构成的基板不同，能防止ZrB2基板51的光吸收变得过大。又，ZrB2基板51由于电阻小，故能更好地抑制阈值电流或动作电流的增大。
第6实施形态的其他效果与第1实施形态相同。
这里揭示的实施形态的所有的点都是是例示性的，不应该认为是限制性的。本发明的范围不是用上述的实施形态的说明而是由权利要求范围来表示，而且包含与权利要求范围有等效意义及范围内的所有变更。
例如，上述第1～第6实施形态中使未掺杂GaN层2形成于基板与n型包层之间，但不限于此，也可将掺Ge的氮化物系半导体构成的层形成于基板与n型包层之间，代替未掺杂GaN层2。作为该掺杂剂的Ge的晶格参数由于与氮化物系半导体的晶格参数相近，故能有效地抑制因掺杂引起变形的发生。由此，由于能够提高形成于掺Ge的氮化物系半导体层上的n型包层及活性层的结晶性，故能抑制n型包层的光吸收，同时能提高活性层的发光效率。又，通过控制Ge的掺杂量，能容易地控制掺Ge的氮化物系半导体构成的层的电阻值。
又，上述第1～第6实施形态中，将掺mg的p型载流子阻挡层43设置于p侧，但本发明不限于此，也可将未掺杂的载流子阻挡层设置于p侧。通过这样的构成，可提高p侧的载流子阻挡层的结晶性，同时还可提高形成于p侧的载流子阻挡层上的包层及导电层的结晶性。又，由于未掺杂的载流子阻挡层中不形成杂质能级，故可抑制p侧的载流子阻挡层、形成于p侧的载流子阻挡层上的包层及导体层的光吸收。由此，可使MQW活性层发生的光更优先地渗出于n型GaN基板或硼化物系材料构成的基板侧。
又，上述第1～第6实施形态中，采用MOCVD法使氮化物系半导体结晶成长，但本发明不限在此，也可用MVPE法(氢化物气相成长法)、和用TMAl、TMGa、TMIn、NH3、SiH4、GeH4以及Cp2Mg等作为原料的气体源MBE法(分子束外延成长法)使氮化物系半导体各层结晶成长。
又，上述第1～第6实施形态中，示出用多重量子阱(MQW)构造作为活性层的例子，但本发明不限于此，即使是没有量子效应的大的厚度的单层或单一量子阱构造也可获得同样的效果。
又，上述第1～第6实施形态中，构成基板与发光层的距离为约2μm，但本发明不限于此，只要基板与发光层的距离在约0.5μm～约4μm的范围内就行。在基板与发光层的距离约0.5μm以下时，由于基板的光吸收变大，阈值电流或动作电流有增大的倾向。在基板与发光层的距离约4μm以上时，由于基板的光吸收变小，激光稳定化有不充分的倾向。
又，上述第1～第5实施形态中，采用了n型GaN基板1，但本发明不限于此，也可以用InGaN、AlGaN以及AlGaIn等构成的基板。又，也可用加B(硼)的GaBN、INGaBN、以及AlGaInBN等构成的基板。此外，为了使基板吸收渗出于基板侧的光，必须使基板的禁带宽度与活性层的禁带宽度相同或以下。又，基板含杂质时，从基板材料的禁带宽度除去杂质能级的禁带宽度的禁带宽度必须与活性层的禁带宽度相同或以下。
又，上述第1～第5实施形态中，采用了掺氧的n型GaN基板1，但本发明不限于此，也可以采用掺S、Se、Te、P、As以及Sb等的基板。这样，也可利用掺杂质的基板的杂质能级吸收渗出于基板侧的光。又，也可用具有禁带宽度小于活性层的禁带宽度的未掺杂InGaN构成的基板。
又，上述第1～第5实施形态中，氮化物系半导体的各层的表面成为(0001)面那样地进行层叠，但本发明不限于此，也可以成为其他方向那样地层叠氧化物系半导体的各层表面。例如也可成为(1-100)或(11-20)面等的H、K、-H-K、0)面那样地层叠氮化物系半导体的各层表面。这时，由于MQW活性层内不发生压力电场，故能抑制因阱层的能带的倾斜引起的空穴与电子的再结合概率的下降。结果可提高MQW活性层的发光效率。
又，上述第5实施形态中，通过设定未掺杂的p侧导体层61的膜厚比量子阱层41a的膜厚(约3.5nm)来得小，约3nm，且设定未掺杂的p侧导体层61的In组成比比量子阱层41a的In组成比(0.15)来得小。为0.10，使得未掺杂的p侧导体层61的禁带宽度比MQW活性层41的禁带宽度来得大，但本发明不限于此，如果未掺杂的p侧导体层的禁带宽度不比活性层的禁带宽度来得大，则也可设定未掺杂的p侧导体层的膜厚及In组成比为上述以外的值。例如，也可设定未掺杂的p侧导体层的膜厚约为3nm，而设定In组成比与量子阱层的In组成比相同的0.15。但这种情况下阈值电流比第5实施形态增加约2mA。因此较理想的是使未掺杂的p侧导体层的膜厚小于量子阱层的膜厚，且使未掺杂的p侧导体层的In组成比比最子阱层的In组成比来得小。
又，上述第5实施形态中，设定未掺杂的p侧导体层61的In组成比(0.10)比量子阱层41a的In组成比(0.15)小约0.05以上，但本发明不限于此，只要未掺杂的p侧导体层的In组成比量子阱层的In组成比小约0.03以上就行。但是，设定小约0.05以上时可抑制阈值电流的增大。
又，上述第5实施形态中，设定未掺杂的p侧导体层61的In组成比(0.10为约0.05以上，但本发明不限于此，只要未掺杂的p侧导体层的In组成比是约0.03以上就行。但是，设定为0.05以上时可抑制动作电压的增大。
又，上述第5实施形态中，设定未掺杂的p侧导电层61的膜厚(约3nm)为约3nm以下约5nm以下，但本发明不限于此，作为上限值只要小于70nm就行。较好的是小于10nm。作为下限值只要大于1nm就行。但是设定为约3nm以上约5nm以下时可抑制阈值电流或动作电压的增大。
又，上述第6实施形态中，采用ZrB2基板51，但本发明不限于此，也可采用其他硼化物系材料构成的基板。例如作为ZrB2基板以外的硼化物系材料可考虑TiB2等。又，TiB2基板与ZrB2基板一样具有六方晶系的结晶构造，故可容易地在其上结晶成长六方晶的氮化物系半导体层。但是，由于ZrB2的(0001)面与GaN的晶格参数差非常小，故采用ZrB2构成的基板时可形成具有更好的结晶性的氮化物半导体层。
又，上述第6实施形态中，采用未掺杂的ZrB2基板51，但本发明不限于此，也可采用掺Si或氧等杂质的ZrB2基板。这时可利用掺杂的ZrB2基板的杂质能级吸收渗出于基板侧的光。由此，能使激光更加稳定。