專利名稱：：Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種III族氮化物半導(dǎo)體激光器。技術(shù)背景非專利文獻(xiàn)1描述了一種在非極性m-面氮化鎵襯底上形成的藍(lán)色激光二極管。激光波長是451.8nm，并且閾值電流是134mA。激光二極管包括InGaN量子阱結(jié)構(gòu)、p型GaN或InGaN光引導(dǎo)層、n型GaN或InGaN光引導(dǎo)層以及含鋁熔覆層。專利文獻(xiàn)1描述了AlGalnN基邊發(fā)射半導(dǎo)體激光器裝置。該半導(dǎo)體激光器裝置構(gòu)造在藍(lán)寶石襯底上。在該藍(lán)寶石襯底上形成GalnN-ELO結(jié)構(gòu)層，并且通過MOCVD在該結(jié)構(gòu)層上生長堆疊層結(jié)構(gòu)。該堆疊層結(jié)構(gòu)由n-GalnN接觸層、n-AlGalnN熔覆層、n-GaN光引導(dǎo)層、GalnN有源層、p-GaN光引導(dǎo)層、p-(GaN:Mg/AlGalnN)熔覆層以及p-GalnN接觸層組成。專利文獻(xiàn)2描述了一種采用藍(lán)寶石襯底的發(fā)光器件。該發(fā)光器件包括由Ino.08Ga。.92N組成的第一中間層、由IntusGao.^N組成的第二中間層以及由Ino.2oGao.8oN組成的發(fā)光層。專利文獻(xiàn)3描述了一種III族氮化物基化合物半導(dǎo)體發(fā)光器件。該發(fā)光器件包括Ino.03Gao.97N中間層、n型熔覆層以及發(fā)光層。n型熔覆層設(shè)置在中間層與發(fā)光層之間。發(fā)光層包括GaN勢壘層和Ino.2oGa。.8oN阱層。[非專利文獻(xiàn)1]JJAP，第46巻，2007年第35期，第L820-L822頁。[專利文獻(xiàn)1]日本未經(jīng)審查的專利申請公布No.2003-332697[專利文獻(xiàn)2]日本未經(jīng)審查的專利申請公布No.9-266327[專利文獻(xiàn)3]日本未經(jīng)審查的專利申請公布No.2000-286448
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題專利文件1的發(fā)光裝置包括GaN光引導(dǎo)層。專利文件2和3的發(fā)光裝置不包括光引導(dǎo)層。在非專利文件l中，在m面GaN襯底上構(gòu)造具有發(fā)射激光波長為450nm的半導(dǎo)體激光器。當(dāng)有源層被形成為獲得較長發(fā)出激光的波長時，熔覆層與引導(dǎo)層之間的折射率變小。為了避免該現(xiàn)象發(fā)生，使用InGaN引導(dǎo)層來替代GaN引導(dǎo)層。因此，光學(xué)限制特性得以增強(qiáng)。在專利文件1中，使用了InGaN阱層和InGaN勢壘層，并且光引導(dǎo)層由GaN組成。使用InGaN光引導(dǎo)層替代GaN光引導(dǎo)層，可以對有源層和相鄰光引導(dǎo)層提供比熔覆層的折射率更高的折射率。因此，光學(xué)限制特性得以增強(qiáng)。然而，具有百分之幾的銦組分的一些InGaN層生長在n型熔覆層與p型熔覆層之間。InGaN的生長溫度低于GaN和AlGaN的生長溫度。為此，與GaN和AIGaN的生長相比，在InGaN的生長過程中出現(xiàn)三維生長的可能性高。在InGaN生長為大厚度的過程中，厚度越大，晶體質(zhì)量變得越差。需要在較低的生長溫度下生長具有較高銦組分的InGaN層。低生長溫度導(dǎo)致差的InGaN晶體質(zhì)量。因此，InGaN阱層具有差的晶體質(zhì)量。在這些情況下已經(jīng)完成了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的在于提供一種III族氮化物半導(dǎo)體激光器，該III族氮化物半導(dǎo)體激光器具有良好的光學(xué)限制特性并且包括具有良好晶體質(zhì)量的InGaN阱層。解決問題的方法根據(jù)本發(fā)明一個方面的III族氮化物半導(dǎo)體激光器包括(a)襯底，其具有主表面；(b)n型熔覆層，其設(shè)置在襯底上，并且由III族氮化物半導(dǎo)體組成；(C)p型熔覆層，其設(shè)置在襯底上，并且由m族氮化物半導(dǎo)體組成；(d)有源層，其設(shè)置在n型熔覆層與p型熔覆層之間；(e)第一光引導(dǎo)層，其設(shè)置在n型熔覆層與有源層之間；以及(f)第二光引導(dǎo)層，其設(shè)置在p型熔覆層與有源層之間。有源層包括多個阱層和在多個阱層之間設(shè)置的至少一個勢壘層；第一光引導(dǎo)層包括由InGaN組成的第一InGaN區(qū)，所述第一InGaN區(qū)具有的帶隙小于第一勢壘層的帶隙并且大于阱層的帶隙；第二光引導(dǎo)層包括由InGaN組成的第二InGaN區(qū)；在有源層的多個阱層之中，最靠近第一光引導(dǎo)層的阱層是第一阱層；在有源層的多個阱層之中，最靠近第二光引導(dǎo)層的阱層是第二阱層；以及有源層包括第二勢壘層和第三勢壘層，所述第二勢壘層設(shè)置在第一阱層與第一光引導(dǎo)層之間，所述第三勢壘層設(shè)置在第二阱層與第二光引導(dǎo)層之間。在該m族氮化物半導(dǎo)體激光器，由于第一光引導(dǎo)層包括帶隙小于第一勢壘層的帶隙的第一InGaN區(qū)，所以可以使得第一光引導(dǎo)層的平均折射率大于第一勢壘層的折射率。因此，實(shí)現(xiàn)了良好的光學(xué)限制。第一勢壘層的帶隙大于第一InGaN區(qū)的帶隙。為此，可以使得第一勢壘層的生長溫度高于第一光引導(dǎo)層的生長溫度，并且因此可以使第一勢壘層具有良好的晶體質(zhì)量。因此，第一勢壘層上的阱層具有良好的晶體質(zhì)量。在根據(jù)本發(fā)明的III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，可優(yōu)選地，第二InGaN區(qū)的帶隙具有的帶隙小于第一勢壘層的帶隙并且大于第一和第二阱層的帶隙。在該m族氮化物半導(dǎo)體激光器中，由于第二光引導(dǎo)層包括帶隙小于第一勢壘層的第二InGaN區(qū)，所可以使得第二光引導(dǎo)層的平均折射率大于第一勢壘層的折射率。因此，實(shí)現(xiàn)了良好的光學(xué)限制。在根據(jù)本發(fā)明的m族氮化物半導(dǎo)體激光器中，第二勢壘層可以包括具有帶隙大于第一InGaN區(qū)的帶隙的部分；以及第三勢壘層可以包括具有帶隙大于第二InGaN區(qū)的帶隙的部分。在該III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，由于第一至第三勢壘層的帶隙大于第一和第二InGaN區(qū)的帶隙，所以可以使得第一至第三勢壘層的生長溫度高于第一和第二InGaN區(qū)的生長溫度，并且因此可以使得第一至第三勢壘層具有良好的晶體質(zhì)量。因此，第一至第三勢壘層上的阱層具有良好的晶體質(zhì)量。在根據(jù)本發(fā)明的III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，第一勢壘層可以由氮化鎵基半導(dǎo)體組成，并且第二勢壘層和第三勢壘層可以由氮化鎵基半導(dǎo)體組成。在該III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，由于糴二和第三勢壘層的帶隙與第一勢壘層的帶隙相同，所以第二和第三勢壘層具有良好的晶體質(zhì)量。雖然具有高銦組分的InGaN用于光引導(dǎo)層，但是在生長勢壘層的過程中可以提高晶體質(zhì)量。在根據(jù)本發(fā)明的III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，第二光引導(dǎo)層還可以包括第三InGaN區(qū)，所述第三InGaN區(qū)設(shè)置在第三勢壘層與第二InGaN區(qū)之間，并且第三InGaN區(qū)可以具有在從所述第三勢壘層到第二InGaN區(qū)的方向上增加的銦組分。在該III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，可以減少第二光引導(dǎo)層中空穴的積累。在根據(jù)本發(fā)明的III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，第三勢壘層可以包括InGaN區(qū)，并且第三勢壘層的InGaN區(qū)可以具有在從第二阱層到第二InGaN區(qū)的方向上增加的銦組分。在該m族氮化物半導(dǎo)體激光器中，第三勢壘層包括具有組分梯度的至少一個部分。因此，減少了阻擋空穴從第二光引導(dǎo)層流向阱層的階梯狀勢壘。在根據(jù)本發(fā)明的m族氮化物半導(dǎo)體激光器中，第二光引導(dǎo)層還可以包括第四InGaN區(qū)，所述第四InGaN區(qū)設(shè)置在第二InGaN區(qū)與p型熔覆層之間，并且第四InGaN區(qū)可以具有從第二InGaN區(qū)向著p型熔覆層減少的銦組分。在該III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，由于光引導(dǎo)層的第四InGaN區(qū)靠近熔覆層，所以第四InGaN區(qū)的銦組分減少僅僅導(dǎo)致光學(xué)限制特性小程度地降低。另一方面，第四InGaN區(qū)的銦組分減少可以減少光引導(dǎo)層的結(jié)晶質(zhì)量的劣化。在根據(jù)本發(fā)明的III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，第一光引導(dǎo)層還可以包括第五InGaN區(qū)，所述第五InGaN區(qū)設(shè)置在第二勢壘層與第一InGaN區(qū)之間，并且第五InGaN區(qū)可以具有在從第二勢壘層到第一InGaN區(qū)的方向上增加的銦組分。在該III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，可以減少第一光引導(dǎo)層中的電子積累。在根據(jù)本發(fā)明的III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，第二勢壘層可以包括InGaN區(qū)，并且第二勢壘層的InGaN區(qū)可以具有在從第一阱層到第一InGaN區(qū)的方向上增加的銦組分。在該in族氮化物半導(dǎo)體激光器中，第二勢壘層包括具有組分梯度的至少一個部分。結(jié)果，阻擋電子從第一光引導(dǎo)層流向阱層的階梯狀勢壘被減少。在根據(jù)本發(fā)明的III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，第一光引導(dǎo)層還可以包括第六InGaN區(qū)，所述第六InGaN區(qū)設(shè)置在第一InGaN區(qū)與n型熔覆層之間，并且第六InGaN區(qū)可以具有在從第一InGaN區(qū)到n型熔覆層的方向上減少的銦組分。在該III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，由于光引導(dǎo)層的第六InGaN區(qū)靠近熔覆層，所以第六InGaN區(qū)的銦組分減少僅僅導(dǎo)致光學(xué)限制特性小程度地降低。另一方面，第六InGaN區(qū)的銦組分減少可以減少光引導(dǎo)層的晶體質(zhì)量的劣化。在根據(jù)本發(fā)明的III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，第二勢壘層包括具有帶隙小于第一InGaN區(qū)的帶隙的部分；以及第三勢壘層包括具有帶隙小于第二InGaN區(qū)的帶隙的部分。在該III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，載流子從光引導(dǎo)層平滑地流向阱層。在根據(jù)本發(fā)明的III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，第二光引導(dǎo)層還可以包括第七InGaN區(qū)，所述第七InGaN區(qū)設(shè)置在第二InGaN區(qū)與p型熔覆層之間；并且第七InGaN區(qū)可以具有從第二InGaN區(qū)向著p型熔覆層減少的銦組分。在該III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，由于光引導(dǎo)層的第七InGaN區(qū)靠近熔覆層，所以第七InGaN區(qū)的銦組分減少僅僅導(dǎo)致光學(xué)限制特性小程度地降低。另一方面，第七InGaN區(qū)的銦組分減少可以減少光引導(dǎo)層的晶體質(zhì)量的劣化。在根據(jù)本發(fā)明的III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，第一光引導(dǎo)層還可以包括第八InGaN區(qū)，所述第八InGaN區(qū)設(shè)置在第一InGaN區(qū)與n型熔覆層之間，并且第八InGaN區(qū)可以具有在從第一InGaN區(qū)到n型熔覆層的方向上減少的銦組分。在該III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，由于光引導(dǎo)層的第八InGaN區(qū)靠近熔覆層，所以第八InGaN區(qū)的銦組分減少僅僅導(dǎo)致光學(xué)限制特性小程度地降低。另一方面，第八InGaN區(qū)的銦組分減少可以減少光引導(dǎo)層的晶體質(zhì)量的劣化。在根據(jù)本發(fā)明的III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，有源層可以包括多量子阱結(jié)構(gòu)，所述多量子阱結(jié)構(gòu)被設(shè)置成使得III族氮化物半導(dǎo)體激光器具有在430nm或更大的波長區(qū)域內(nèi)的發(fā)光波長。該III族氮化物半導(dǎo)體激光器適合作為用于長波長的半導(dǎo)體激光器，其中，具有高銦組分的材料用于阱層。在根據(jù)本發(fā)明的m族氮化物半導(dǎo)體激光器中，第一光引導(dǎo)層可以具有150nm或更小的厚度，并且第二光引導(dǎo)層可以150nm或更小的厚度。根據(jù)該III族氮化物半導(dǎo)體激光器，當(dāng)具有高銦組分的光引導(dǎo)層具有大于150nm的厚度時，不能充分實(shí)現(xiàn)在有源層生長過程中的晶體質(zhì)量的恢復(fù)。因此，有源層的晶體質(zhì)量劣化。在根據(jù)本發(fā)明的III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，第一光引導(dǎo)層的第一InGaN區(qū)可以具有0.03或更大的銦組分。在該III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，具有0.03或更大的銦組分的InGaN區(qū)可以對光引導(dǎo)層給予高折射率。第二光引導(dǎo)層的第二InGaN區(qū)可以具有0.03或更大的銦組分。在該III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，具有0.03或更大的銦組分的InGaN區(qū)可以對光引導(dǎo)層給予高折射率。在根據(jù)本發(fā)明的III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，第一光引導(dǎo)層可以具有0.12或更小的銦組分。根據(jù)該III族氮化物半導(dǎo)體激光器，具有大于0.12的銦組分的InGaN區(qū)使光引導(dǎo)層的晶體質(zhì)量劣化。在根據(jù)本發(fā)明的III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，第二光引導(dǎo)層可以具有0.12或更小的銦組分。根據(jù)該III族氮化物半導(dǎo)體激光器，具有大于0.12的銦組分的InGaN區(qū)使光引導(dǎo)層的晶體質(zhì)量劣化。在根據(jù)本發(fā)明的III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，襯底可以由m族氮化物半導(dǎo)體組成，襯底的主表面可以相對于III族氮化物半導(dǎo)體的c面傾斜r或更大的角度，以及襯底的主表面可以相對于ni族氮化物半導(dǎo)體的c面傾斜50?；蚋〉慕嵌取８鶕?jù)該III族氮化物半導(dǎo)體激光器，這種相對于c面傾斜的表面適于生長具有高銦組分的InGaN。在根據(jù)本發(fā)明的ni族氮化物半導(dǎo)體激光器中，主表面可以在in族氮化物半導(dǎo)體的a軸方向上傾斜。通過m面劈開，可以由該III族氮化物半導(dǎo)體激光器來制造共振器。在根據(jù)本發(fā)明的III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，襯底可以由GaN組成。根據(jù)該m族氮化物半導(dǎo)體激光器，可以用高質(zhì)量的GaN晶片來制造半導(dǎo)體激光器。在根據(jù)本發(fā)明的III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，襯底可以由InGaN組成。根據(jù)該III族氮化物半導(dǎo)體激光器，在具有大的銦組分的光引導(dǎo)層與襯底之間的晶格不匹配可以減少。根據(jù)本發(fā)明的制造III族氮化物半導(dǎo)體激光器的方法包括(a)在第一溫度下在第一導(dǎo)電型熔覆層上生長第一InGaN光引導(dǎo)層的步驟；(b)在生長第一InGaN光引導(dǎo)層之后生長勢壘層的步驟；(c)在生長勢壘層之后生長InGaN阱層的步驟；(d)在生長InGaN阱層之后在第二溫度下生長另一個勢壘層的步驟；(e)在生長另一個勢壘層之后生長另一個InGaN阱層的步驟；(f)在生長另一個InGaN阱層之后生長又一個勢壘層的步驟；以及(g)在生長又一個勢壘層之后在第三溫度下生長第二InGaN光引導(dǎo)層的步驟。第二溫度高于第一溫度和第三溫度。根據(jù)該方法，由于第二溫度高于第一和第三溫度，所以在生長所述另一個勢壘層的過程中，晶體質(zhì)量得以提高。因此，可以避免在該另一個勢壘層上生長的阱層的晶體質(zhì)量劣化。從下面參照附圖對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的上述目的、其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更容易變得顯而易見。優(yōu)點(diǎn)如上所述，本發(fā)明提供了一種III族氮化物半導(dǎo)體激光器，該III族氮化物半導(dǎo)體激光器具有良好的光學(xué)限制特性，并且包括具有良好晶體質(zhì)量的InGaN阱層。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的III族氮化物半導(dǎo)體激光器構(gòu)造的示意圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的III族氮化物半導(dǎo)體激光器構(gòu)造的示意圖。圖3A示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例的半導(dǎo)體激光器構(gòu)造。圖3B示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例的半導(dǎo)體激光器構(gòu)造。圖3C示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例的半導(dǎo)體激光器構(gòu)造。圖4A示出半導(dǎo)體激光器的能帶圖。[圖4B]圖4B示出半導(dǎo)體激光器的能帶圖。[圖4C]圖4C示出半導(dǎo)體激光器的能帶圖。[圖4D]圖4D示出半導(dǎo)體激光器的能帶圖。[圖5]圖5是示出根據(jù)示例的步驟的流程圖。[圖6A]圖6A示出電致發(fā)光的測量結(jié)果。[圖6B]圖6B示出電致發(fā)光的測量結(jié)果。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的III族氮化物半導(dǎo)體激光器構(gòu)造的示意圖。圖8示出測量了陰極發(fā)光的外延晶片的構(gòu)造。[圖9A]圖9A示出陰極發(fā)光圖像。[圖9B]圖9B示出陰極發(fā)光圖像。附圖標(biāo)記11、lla、libIII族氮化物半導(dǎo)體激光器13襯底13a襯底的主表面13b襯底的背表面15n型熔覆層17p型熔覆層19有源層21第一光引導(dǎo)層21a第一InGaN區(qū)21b第五InGaN區(qū)21c第六InGaN區(qū)23第二光引導(dǎo)層23a第二InGaN區(qū)23b第三InGaN區(qū)23c第四InGaN區(qū)27a、27b、27c阱層29a第一勢壘層31電子阻擋層33p型接觸層35絕緣膜37a、37b電極39a、39b第二勢壘層40a第二勢壘層的第一部分40b第二勢壘層的第二部分41a、41b第三勢壘層42a第三勢壘層的第一部分42b第三勢壘層的第二部分G電子H空穴具體實(shí)施例方式下面結(jié)合參照用作示例的附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，可以容易理解本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)。下文中，參照附圖來描述根據(jù)本發(fā)明的in族氮化物半導(dǎo)體激光器的實(shí)施例。如果有可能的話，類似的附圖標(biāo)記用于表示類似的元件。圖i是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的m族氮化物半導(dǎo)體激光器構(gòu)造的示意圖。III族氮化物半導(dǎo)體激光器11包括襯底13、n型熔覆層15、p型熔覆層17、有源層19、第一光引導(dǎo)層21和第二光引導(dǎo)層23。襯底13包括主表面13a和背表面13b。襯底13可以由例如氮化鎵基半導(dǎo)體組成。n型熔覆層15設(shè)置在襯底13的主表面13a上，并且由III族氮化物半導(dǎo)體組成。p型熔覆層17設(shè)置在襯底13的主表面13a上，并且也由III族氮化物半導(dǎo)體組成。有源層19設(shè)置在n型熔覆層15與p型熔覆層17之間。第一光引導(dǎo)層21設(shè)置在n型熔覆層15與有源層19之間。第二光引導(dǎo)層23設(shè)置在p型熔覆層17與有源層19之間。有源層19設(shè)置在第一光引導(dǎo)層21與第二光引導(dǎo)層23之間。有源層19可以包括多個阱層(例如，27a、27b和27c)，并且也包括這些阱層之間設(shè)置的至少一個第一勢壘層29a。第一光引導(dǎo)層21包括第一InGaN區(qū)21a。第一InGaN區(qū)21a由InYGawN((XY<1)組成并且具有帶隙E21。帶隙E2,小于第一勢壘層29a的帶隙E29，并且大于阱層(例如，27a、27b和27c)的帶隙Ew。第二光引導(dǎo)層23包括第二InGaN區(qū)23a。第二InGaN區(qū)23a由InzGai.zN(0<Z<1)組成并且具有帶隙E23。帶隙E23小于第一勢壘層29a的帶隙E29，并且大于阱層(例如，27a、27b和27c)的帶隙Ew。在III族氮化物半導(dǎo)體激光器11中，第一光引導(dǎo)層21和第二光引導(dǎo)層23分別包括比第一勢壘層29a的帶隙小的第一InGaN區(qū)21a和第二InGaN區(qū)23a,并且因此可以使得第一光引導(dǎo)層21和第二光引導(dǎo)層23的平均折射率n^大于第一勢壘層29a的折射率n29。因此，實(shí)現(xiàn)了良好的光學(xué)限制。由于第一勢壘層29a的帶隙1129大于第一InGaN區(qū)21a的帶隙E21和第二InGaN區(qū)23a的帶隙E23，因此可以使得第一勢壘層29a的生長溫度高于第一InGaN區(qū)21a和第二InGaN區(qū)23a的生長溫度。因此，可以使得第一勢壘層29a具有良好的晶體質(zhì)量，并且因此，第一勢壘層29a上的阱層具有良好的晶體質(zhì)量?？梢允沟玫谝还庖龑?dǎo)層21和第二光引導(dǎo)層23中的任一個的銦組分大于第一勢壘29a的銦組分。n型熔覆層15可以由例如AlGaN、GaN、InAlGaN等組成。p型熔覆層17可以由例如AlGaN、GaN、InAlGaN等組成。勢壘層29a可以由例如InGaN、GaN、AlGaN等組成。阱層27a可以由例如InGaN組成。第一光引導(dǎo)層21可以包括未摻雜的InGaN區(qū)。第二光引導(dǎo)層23可以包括未摻雜的InGaN區(qū)。這種未摻雜的半導(dǎo)體可以降低載流子的光吸收。III族氮化物半導(dǎo)體激光器ll包括設(shè)置在p型熔覆層17上的p型接觸層33。p型接觸層33通過絕緣膜35的開口連接到電極37a(例如，陽極)。當(dāng)襯底13是導(dǎo)電的時，在襯底13的背表面13b上形成電極37b(例如，陰極)。根據(jù)本實(shí)施例的III族氮化物半導(dǎo)體激光器11可以包括光引導(dǎo)層23與p型熔覆層17之間的電子阻擋層31。電子阻擋層31具有的帶隙大于熔覆層17的帶隙。電子阻擋層31可以由例如AlGaN、InAlGaN等組成。接觸層33可以由例如GaN、AlGaN、InGaN、InAIGaN等組成。在III族氮化物半導(dǎo)體激光器11中，有源層19的阱層(27a、27b和27c)之中的第一阱層27a最靠近第一光引導(dǎo)層21。有源層19的阱層(27a、27b和27c)之中的第二阱層27c最靠近第二光引導(dǎo)層23。有源層19包括第二勢壘層39a和第三勢壘層41a。第二勢壘層39a設(shè)置在第一阱層27a與第一光引導(dǎo)層21之間。第三勢壘層41a設(shè)置在第二阱層27c與第二光引導(dǎo)層23之間。第二勢壘層39a的帶隙E^大于第一InGaN區(qū)2Ia的帶隙E21。第三勢壘層41a的帶隙E化大于第二InGaN區(qū)23a的帶隙E23。在III族氮化物半導(dǎo)體激光器U中，由于第一至第三勢壘層29a、39a和41a的帶隙大于第一InGaN區(qū)21a的帶隙和第二InGaN區(qū)23a的帶隙，所以可以使得第一至第三勢壘層29a、39a和41a的生長溫度高于第一InGaN區(qū)21a和第二InGaN區(qū)23a的生長溫度。因此，可以使得第一至第三勢壘層29a、39a和41a具有良好的晶體質(zhì)量，并且因此第一至第三勢壘層29a、39a和41a上的阱層具有良好的晶體質(zhì)量。電子G從n型熔覆層15穿過光引導(dǎo)層21供給到有源層19?？昭℉從p型熔覆層穿過光引導(dǎo)層23供給到有源層19。在有源層19中，電子和空穴復(fù)合以產(chǎn)生光。所產(chǎn)生的光被限制在波導(dǎo)區(qū)(21、19和23)中。由于InGaN區(qū)21a的帶隙E2I和InGaN區(qū)23a的帶隙E23小于勢壘層29a的帶隙E29，所以熔覆層15和17的折射率與光引導(dǎo)層21和23的折射率之間的差可以增加，由此提供所需的折射率之間的差。由于InGaN區(qū)21a和23a的銦組分高，因此不容易使InGaN區(qū)21a和23a保持良好的晶體質(zhì)量。然而，在生長了InGaN區(qū)之后，可以在比InGaN區(qū)21a和23a的生長溫度更高的溫度下生長勢壘層29a。因此，可以使有源層19具有比InGaN區(qū)21a和23a的晶體質(zhì)量更好的晶體質(zhì)量。在III族氮化物半導(dǎo)體激光器11中，第二勢壘層39a和第三勢壘層41a可以由與第一勢壘層29a基本相同的氮化鎵基半導(dǎo)體組成。由于第二勢壘層39a的帶隙E39a和第三勢壘層41a的帶隙E4,a等于第一勢壘層29a的帶隙E29，因此第二勢壘層39a和第三勢壘層41a具有良好的晶體質(zhì)量。雖然具有高銦組分的InGaN用于光引導(dǎo)層21和23，但是可以在勢壘層29a、39a和41a的生長過程中提高晶體質(zhì)量。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的III族氮化物半導(dǎo)體激光器構(gòu)造的示意圖。在III族氮化物半導(dǎo)體激光器11a中，有源層19包括第二勢壘層39b和第三勢壘層41b。第二勢壘層39b設(shè)置在第一阱層27a與第一光引導(dǎo)層21之間。第三勢壘層41b設(shè)置在第二阱層27c與第二光引導(dǎo)層23之間。'在ni族氮化物半導(dǎo)體層Ua中，第二光引導(dǎo)層23b包括第三InGaN區(qū)23b。第三InGaN區(qū)23b設(shè)置在第三勢壘層41b與第二InGaN區(qū)23a之間?？梢允沟玫谌齀nGaN區(qū)23b具有在從第三勢壘層41b向著第二InGaN區(qū)23a的方向上增加的銦組分?？昭℉從p型熔覆層17穿過第二光引導(dǎo)層23供給到有源層19a。在該構(gòu)造中，可以減少第二光引導(dǎo)層23中累積的空穴H。所累積載流子量的這種減少可以增強(qiáng)載流子注入效率，并且減少傳播穿過光波導(dǎo)的光吸收。第三勢壘層41b可以具有包含組分梯度的至少一個部分。第三勢壘層41b包括InGaN區(qū)。第三勢壘層41b包括例如第一部分42a和第二部分42b。在從第二阱層27c向著光引導(dǎo)層23的方向上，順序設(shè)置第一部分42a和第二部分42b。第二部分42b可以由例如InGaN組成。第一部分42a可優(yōu)選地包括與第一勢壘層29a相同的勢壘?？梢允沟玫诙糠?2b具有在從第二阱層27c向著第二InGaN區(qū)23a的方向上增加的銦組分。在這種構(gòu)造中，由于第三勢壘層41b包括包含組分梯度的至少一個部分，所以減小了阻擋空穴H從光引導(dǎo)層23流向阱層27a、27b和27c的階梯狀勢壘。第二部分42b可以由具有銦組分高于第一部分42a中的銦組分的InGaN組成。如有必要，在III族氮化物半導(dǎo)體激光器11a中，第二光引導(dǎo)層23可以包括第四InGaN區(qū)23c。在這種情況下，可以根據(jù)所需的遠(yuǎn)場圖案來改變光引導(dǎo)層的折射率。在III族氮化物半導(dǎo)體激光器11a中，第一光引導(dǎo)層21可以包括第五InGaN區(qū)21b。第五InGaN區(qū)21b設(shè)置在第二勢壘層39b與第一InGaN區(qū)21a之間?？梢允沟玫谖錓nGaN區(qū)21b具有在從第二勢壘層39b向著第一InGaN區(qū)21a的方向上增加的銦組分。電子G從n型熔覆層15穿過第一光引導(dǎo)層21供給到有源層19a。在這種構(gòu)造中，可以減少第一光引導(dǎo)層21中累積的電子G。所累積載流子量的這種減少可以增強(qiáng)載流子注入效率，并且減少傳播穿過光波導(dǎo)的光吸收。在III族氮化物半導(dǎo)體激光器11a中，第二勢壘層39b可以具有包含組分梯度的至少一個部分。第二勢壘層39b包括InGaN區(qū)。第二勢壘層39b包括例如第一部分40a和第二部分40b。在從第一阱層27a向著光引導(dǎo)層21的方向上，順序設(shè)置第一部分40a和第二部分40b。第二部分40b可以由例如InGaN組成。第一部分40a可優(yōu)選地包括與第一勢壘層29a相同的勢壘?？梢允沟玫诙糠?0b具有在從第一阱層27a向著第一InGaN區(qū)21a的方向上增加的銦組分。在這種構(gòu)造中，由于第二勢壘層39b包括包含組分梯度的至少一部分，所以減小了阻擋電子G從光引導(dǎo)層21流向阱層27a、27b和27c的階梯狀勢壘。第二部分40b可以由具有銦組分高于第一部分40a中的銦組分的InGaN組成。在III族氮化物半導(dǎo)體激光器lla中，第一光引導(dǎo)層21可以包括第六InGaN區(qū)21c。第六InGaN區(qū)21c設(shè)置在第一InGaN區(qū)21a與n型熔覆層15之間。第六InGaN區(qū)21c具有在從第一InGaN區(qū)21a至n型熔覆層15的方向上減少的銦組分。在III族氮化物半導(dǎo)體激光器11a中，由于光引導(dǎo)層21的第六InGaN區(qū)21c靠近熔覆層15，所以第六InGaN區(qū)21c的銦組分減少僅僅導(dǎo)致光學(xué)限制特性小程度地減少。另一方面，第六InGaN區(qū)21c的銦組分的減少可以減少光引導(dǎo)層21的晶體質(zhì)量的劣化。在這種構(gòu)造中，第二光引導(dǎo)層23可優(yōu)選地包括第四InGaN區(qū)23c。第二光引導(dǎo)層23的折射率分布可以與第一光引導(dǎo)層21的折射率分布相匹配。在第二光引導(dǎo)層23中，第四InGaN區(qū)23c具有從第二InGaN區(qū)23a向著p型熔覆層17減少的銦組分。在這種構(gòu)造中，由于光引導(dǎo)層的第四InGaN區(qū)靠近熔覆層，所以第四InGaN區(qū)的銦組分的減少僅僅導(dǎo)致光學(xué)限制特性小程度地減少。另一方面，第四InGaN區(qū)的銦組分的減少可以減少光引導(dǎo)層的晶體質(zhì)量的劣化。在III族氮化物半導(dǎo)體激光器11a中，為了提供所需的遠(yuǎn)場圖案和所需的電特性，第二光引導(dǎo)層23可以包括第三InGaN區(qū)23b和第四InGaN區(qū)23c中的任一個。為了提供所需的遠(yuǎn)場圖案和所需的電特性，第一光引導(dǎo)層21可以包括第五InGaN區(qū)21b和第六InGaN區(qū)21c中的任一個。為了提供所需的遠(yuǎn)場圖案和所需的電特性，第三勢壘層41b可以包括在第三勢壘層41b的部分或整個中具有銦組分梯度的區(qū)域。為了提供所需的遠(yuǎn)場圖案和所需的電特性，第二勢壘層39b可以包括在第二勢壘層39b的部分或整個中具有銦組分梯度的區(qū)域。(示例1)圖3A至圖3C示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例的半導(dǎo)體激光器構(gòu)造。圖4A至圖4C示出圖3所示的半導(dǎo)體激光器的能帶圖。圖5是示出用于制造半導(dǎo)體激光器LD1的主要步驟的流程圖。將參照圖5來描述圖3A所示的半導(dǎo)體激光器LD1的制造過程。通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積來制造半導(dǎo)體激光器LD1。源是三甲基鎵(TMG)、三甲基鋁(TMA)、三甲基銦(TMI)、氨(NH3)、硅烷(SiH4)和雙環(huán)戊二烯基鎂(CP2Mg)。在步驟流程100的步驟S101中，制備了GaN晶片。GaN晶片由n型GaN組成，并且具有偏離角度(offangle)為0.3°的主表面。將GaN晶片布置在金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器(下文中被稱作沉積反應(yīng)器)中。將氨氣和氫氣供給到沉積反應(yīng)器中，并且使GaN晶片在1050。C下在包含這些氣體的氣氛中經(jīng)受熱處理。在步驟S102中，在1150'C下，在GaN晶片上生長AlGaN熔覆層。例如，AlGaN熔覆層是厚度為2jixm的n型AV^Ga^^N層。在步驟S103中，在膜沉積溫度Td下，在AlGaN熔覆層上生長InGaN光引導(dǎo)層。例如，膜沉積溫度TG1是840°C。InGaN光引導(dǎo)層是例如具有厚度為100nm的未摻雜的Al,Ga瞎N層。該InGaN光引導(dǎo)層的銦組分大于將隨后生長的InGaN勢壘層的銦組分。在步驟S104中，在膜沉積溫度TB2下，在InGaN光引導(dǎo)層上生長InGaN勢壘層。在示例1中，膜沉積溫度TB2高于膜沉積溫度T①，并且例如是86(TC。InGaN勢壘層是例如厚度為15nm的未摻雜的Ino.o2Gao.98N層。在步驟S105中，在800'C下，在InGaN勢壘層上生長InGaN阱層。InGaN阱層是例如厚度為3nm的未摻雜的In詣Ga。.82N層。在步驟S106中，在膜沉積溫度Tsi下，在InGaN光引導(dǎo)層上生長InGaN勢壘層。在示例1中，膜沉積溫度Tw高于膜沉積溫度Tch，并且等于膜沉積溫度TB2，并且例如是860°C。InGaN勢壘層是例如厚度為15nm的未摻雜的Ino.o2Gao.9sN層。隨后，如在步驟S105中一樣，在800。C下，在InGaN勢壘層上生長InGaN阱層。此后，如在步驟S106中一樣，在膜沉積溫度Tb,下，在InGaN阱層上生長InGaN勢壘層。然后，如在步驟S105中一樣，在800'C下，在InGaN勢壘層上生長InGaN阱層。以此方式，在將步驟S105和S106重復(fù)所需次數(shù)(例如，兩次)后，在步驟S107中，在膜沉積溫度TB3下，在InGaN阱層上生長InGaN勢壘層。在示例1中，膜沉積溫度tb3高于膜沉積溫度TcH，并且例如是86(TC。InGaN勢壘層是例如具有厚度為15nm的未摻雜的In證Gao.98N層。因此，制造出包括三個阱層的InGaN有源層。在步驟S108中，在低于溫度tb2的膜沉積溫度Tg2下，在InGaN有源層上生長InGaN光引導(dǎo)層。膜沉積溫度TG2是例如840°C。InGaN光引導(dǎo)層是例如具有厚度為lOOnm的未摻雜的In。.C4Ga().96N層。該InGaN光引導(dǎo)層的銦組分大于InGaN勢壘層的銦組分。在形成光學(xué)波導(dǎo)區(qū)的過程中，銦組分越高，生長溫度越低。由于勢壘層的生長溫度(例如，86(TC)高于光引導(dǎo)層的生長溫度(例如，840°C)，因此可以在形成勢壘層時恢復(fù)晶體質(zhì)量，由于在具有恢復(fù)的晶體質(zhì)量的勢壘層上形成阱層，所以阱層也具有良好的晶體質(zhì)量。示例1中的InGaN光引導(dǎo)層的生長溫度可優(yōu)選地是76(TC或更高。InGaN光引導(dǎo)層的生長溫度可優(yōu)選地是880'C或更低。示例1中的InGaN阱層的生長溫度可優(yōu)選地是700'C或更高。InGaN阱層的生長溫度可優(yōu)選地是840'C或更低。示例1中的勢壘層的生長溫度可優(yōu)選地是80(TC或更高。勢壘層的生長溫度可優(yōu)選地是920'C或更低。勢壘層的生長溫度高于光引導(dǎo)層的生長溫度。光引導(dǎo)層的生長溫度高于阱層的生長溫度。在步驟S109中，在1100。C下，在InGaN光引導(dǎo)層上生長AlGaN電子阻擋層。AlGaN電子阻擋層是例如具有厚度為20nm的p型Alo.,2Gao.8sN層。在步驟S110中，在IIOO'C下，在AlGaN電子阻擋層上生長AlGaN熔覆層。AlGaN熔覆層是例如具有厚度為400nm的p型Al,Gao.9eN層。在步驟S111中，在1100。C下，在AlGaN熔覆層上生長GaN接觸層。GaN接觸層具有例如50nm的厚度。因此，制造出外延晶片。在從沉積反應(yīng)器中取出外延晶片之后，在步驟S112中，在接觸層上生長絕緣膜。絕緣膜由例如通過CVD法生長的氧化硅組成。形成具有寬度為l(Him的接觸窗。在步驟S113中，在接觸窗和絕緣層上形成陽極電極。陽極電極A由例如真空沉積形成的Ni/Au構(gòu)成。隨后，焊盤電極被形成為連接陽極電極。焊盤電極由例如真空沉積形成的Ti/Au構(gòu)成。在襯底的背表面接地之后，在步驟S113中，在接地背表面上形成陰極電極。陰極電極K由例如真空沉積形成的Ti/Al構(gòu)成。隨后，焊盤電極被形成為連接陰極電極。焊盤電極由例如真空沉積形成的Ti/Au構(gòu)成。因此，制造出襯底生產(chǎn)物。在步驟S114中，劈開襯底生產(chǎn)物來制造激光條。每個激光條具有劈幵表面CU和CL2，并且具有800,um的腔體長度。在步驟S115中，由激光條制造增益引導(dǎo)型半導(dǎo)體激光器。接著，將描述半導(dǎo)體激光器LD2和LD3的制造過程。制備與半導(dǎo)體激光器LD1的襯底類型相同的襯底。對于半導(dǎo)體激光器LD2，光引導(dǎo)層由Ino.o2Gao.98N組成，并且勢壘層也由Ino.o2Gaa98N組成。光引導(dǎo)層和勢壘層在860'C的生長溫度下生長。對于半導(dǎo)體激光器LD3，光引導(dǎo)層由In。.o4Ga。.96N組成，并且勢壘層也由In。.o4Gao.96N組成。光引導(dǎo)層和勢壘層在840'C的生長溫度下生長。除了光引導(dǎo)層和勢壘層的生長條件之外的條件沒有變化。半導(dǎo)體激光器LD1、LD2和LD3通過電流注入來操作。所有的半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激光在430nm或更大直至440nm的范圍內(nèi)。<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>工作示例的半導(dǎo)體激光器LD1表現(xiàn)出最佳特性。通過遠(yuǎn)場圖案(FFP)評價來進(jìn)行光學(xué)限制的比較，并且半導(dǎo)體激光器LD2劣于其他兩個半導(dǎo)體激光器(LD1和LD3)。這可能是因為半導(dǎo)體激光器LD2的光引導(dǎo)層和勢壘層具有低的In組分。這樣的差光學(xué)限制特性可能造成大的閾值電流。雖然半導(dǎo)體激光器LD3具有良好的光學(xué)限制特性，但是半導(dǎo)體激光器LD3具有大的閾值電流。這可能是因為半導(dǎo)體激光器LD3的勢壘層具有高的In組分，這使阱層的晶體質(zhì)量劣化。半導(dǎo)體激光器LD1具有小的閾值，可能因為勢壘層的In組分低增強(qiáng)了發(fā)光層的晶體質(zhì)量，并且使用具有高In組分的InGaN引導(dǎo)層導(dǎo)致了足夠好的光學(xué)限制特性。在生長了具有最高In組分的InGaN阱層之后，晶體質(zhì)量劣化存在很大的可能性。然而，勢壘層的低In組分和勢壘層的高生長溫度可能有助于晶體質(zhì)量的恢復(fù)。(示例2)制造出具有圖4D所示能帶圖的半導(dǎo)體激光器LD4。半導(dǎo)體激光器LD4在光引導(dǎo)層和勢壘層之間的邊界處具有In組分梯度。通過連續(xù)改變生長溫度來實(shí)現(xiàn)該組分梯度。在從光引導(dǎo)層和勢壘層的邊界向著光引導(dǎo)層側(cè)延伸10nm和向著勢壘層側(cè)延伸10nm的區(qū)域(總共20nm)中，形成組分梯度。如在示例1中那樣，制造半導(dǎo)體激光器LD4。通過電流注入來操作半導(dǎo)體激光器LD4，并且發(fā)出的激光波長為431mn。<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>半導(dǎo)體激光器LD4具有的閾值小于半導(dǎo)體激光器LD1的閾值。這可能是因為組分梯度增強(qiáng)了載流子注入到有源層中的注入效率。測量半導(dǎo)體激光器LD1和LD4的襯底生產(chǎn)物的電致發(fā)光(EL)光譜。圖6A和6B示出EL光譜的測量結(jié)果。參照圖6A，觀察到半導(dǎo)體激光器LD1的襯底生產(chǎn)物在約380nm和420nm的波長處具有兩個EL峰。參照圖6B，觀察到半導(dǎo)體激光器LD4的襯底生產(chǎn)物在約430nm的波長處具有單個EL峰。EL光譜中的兩個峰可能示出在半導(dǎo)體激光器LD1中的引導(dǎo)層內(nèi)積累載流子。EL光譜中的單個峰可能示出在半導(dǎo)體激光器LD4中，載流子從引導(dǎo)層注入到有源層中的注入效率得以增強(qiáng)。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的III族氮化物半導(dǎo)體層構(gòu)造的示意圖。在III族氮化物半導(dǎo)體激光器llb中，有源層19b包括第二勢壘層39c和第三勢壘層41c。第二勢壘層39c包括具有帶隙小于第一InGaN區(qū)21a的帶隙的部分。在本示例中，整個第二勢壘層39c的銦組分小于第一InGaN區(qū)21a的銦組分。在該III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，載流子平滑地從光引導(dǎo)層21流向阱層27a。第三勢壘層41c包括具有帶隙小于第二InGaN區(qū)23a的帶隙的部分。在本示例中，整個第三勢壘層41c的銦組分小于第二InGaN區(qū)23a的銦組分。在III族氮化物半導(dǎo)體激光器中，載流子平滑地從光引導(dǎo)層23c流向阱層27c。如有必要，在III族氮化物半導(dǎo)體激光器lib中，第一光引導(dǎo)層21可以像III族氮化物半導(dǎo)體激光器lla中一樣包括第八InGaN區(qū)21c。第八InGaN區(qū)21c設(shè)置在第一InGaN區(qū)21a與n型熔覆層15之間。第八InGaN區(qū)21c具有在從第一InGaN區(qū)21a至n型熔覆層15的方向上減少的銦組分。由于第八InGaN區(qū)21c靠近熔覆層15，所以第八InGaN區(qū)21c的銦組分減少僅僅導(dǎo)致了光學(xué)限制特性小程度地減小。另一方面，第八InGaN區(qū)21c的銦組分減少可以減少光引導(dǎo)層21的晶體質(zhì)量的劣化。在這種構(gòu)造中，第二光引導(dǎo)層23可優(yōu)選地如在III族氮化物半導(dǎo)體激光器lla中一樣包括第七InGaN區(qū)23c。第二光引導(dǎo)層23的折射率分布可以與第一光引導(dǎo)層21的折射率分布相匹配。在第二光引導(dǎo)層23中，第七InGaN區(qū)23c具有從第二InGaN區(qū)23a向著p型熔覆層17減少的銦組分。由于第七InGaN區(qū)23c靠近熔覆層，所以第七InGaN區(qū)的銦組分減少僅僅導(dǎo)致光學(xué)限制特性小程度地減小。(示例3)采用與示例1相類似的方式來制造半導(dǎo)體激光器LD5。第一和第二光引導(dǎo)層具有0.04的銦組分。第二和第三勢壘層具有0.05的銦組分。第二和第三勢壘層具有15mn的厚度。第二和第三勢壘層的生長溫度為830'C。半導(dǎo)體激光器LD5的閾值低，幾乎等于示例2中的閾值。根據(jù)EL光譜測量結(jié)果，由光引導(dǎo)層得到的峰極其小。在半導(dǎo)體激光器LD5中，如同示例2中的半導(dǎo)體激光器一樣，避免了光引導(dǎo)層中的載流子積累，并且載流子注入效率得以增強(qiáng)。半導(dǎo)體激光器LD5的發(fā)光特性優(yōu)于半導(dǎo)體激光器LD2和LD3的發(fā)光特性。這可能是因為內(nèi)部兩個勢壘層的In組分小，使得這些勢壘層的生長溫度增加，因此，恢復(fù)了晶體質(zhì)量。在III族氮化物半導(dǎo)體激光器1lb中，第二勢壘層39c可以具有In組分梯度，其中，In組分在從光引導(dǎo)層21到阱層27a的方向上逐漸增加。第二勢壘層39c和光引導(dǎo)層21可以具有In組分梯度，其中，In組分在從n型熔覆層15到阱層27a的方向上逐漸增加。第三勢壘層41c可以具有In組分梯度，其中，In組分在從光引導(dǎo)層23到阱層27c的方向上逐漸增加。第三勢壘層41c和光引導(dǎo)層23可以具有In組分梯度，其中，In組分在從p型熔覆層17到阱層27c的方向上逐漸增加。發(fā)明者進(jìn)行的實(shí)驗示出在第一光引導(dǎo)層21中，具有0.03或更大的銦組分的InGaN區(qū)21a可以對光引導(dǎo)層21給予高折射率。具有大于0.12的銦組分的InGaN區(qū)21a使光引導(dǎo)層21的晶體質(zhì)量劣化。在第二光引導(dǎo)層23中，具有大于0.03或更大的銦組分的InGaN區(qū)23a可以對光引導(dǎo)層23給予高折射率。具有大于0.12的銦組分的InGaN區(qū)23a使光引導(dǎo)層23的晶體質(zhì)量劣化?？蓛?yōu)選地，第一光引導(dǎo)層21具有150nm或更小的厚度。當(dāng)具有高銦組分的光引導(dǎo)層21具有大于150nm的厚度時，在有源層19的生長過程中，晶體質(zhì)量沒有充分恢復(fù)，并且因此有源層19的晶體質(zhì)量劣化?？蓛?yōu)選地，第二光引導(dǎo)層23具有150nm或更小的厚度。為了進(jìn)行良好的光學(xué)限制，第一光引導(dǎo)層21可優(yōu)選地具有25nm或更大的厚度。為了進(jìn)行良好的光學(xué)限制，第二光引導(dǎo)層23可優(yōu)選地具有25nm或更大的厚度。通過調(diào)節(jié)第一光引導(dǎo)層21和第二光引導(dǎo)層23的厚度，可以調(diào)節(jié)半導(dǎo)體激光器的遠(yuǎn)場圖案。圖8示出測量了陰極發(fā)光的外延晶片構(gòu)造。為了用電子束得到發(fā)光層的電子束圖像，與示例l、2等中的外延晶片不同，外延晶片E不包括p側(cè)InGaN光引導(dǎo)層或p型熔覆層。制備了具有主表面在a軸方向上偏離2°的GaN晶片和具有主表面精確地符合c面的GaN晶片。在這些晶片上執(zhí)行外延生長。圖9A和圖9B示出陰極發(fā)光(CL)圖像。參照圖9A，觀察到具有島狀圖案的CL圖像。該圖像示出多量子阱結(jié)構(gòu)被生長具有島狀圖案。參照圖9B，觀察到具有條紋狀圖案的CL圖像。該圖像示出通過臺階流動生長形成多量子阱結(jié)構(gòu)。隨著偏離角增加，臺階密度增加。因此，抑制了島狀圖案的生長。根據(jù)發(fā)明者的實(shí)驗，由諸如GaN或InGaN的III族氮化物半導(dǎo)體組成的晶片主表面的偏離角相對于III族氮化物半導(dǎo)體的c面可優(yōu)選地傾斜1?；蚋蟮慕嵌?，并且相對于III族氮化物半導(dǎo)體的c面可優(yōu)選地傾斜50?；蚋〉慕嵌?。在這種m族氮化物半導(dǎo)體激光器中，相對于c面傾斜的表面適于生長具有高銦組分的InGaN。還具有優(yōu)勢的是，10?；蚋蟮钠x角可以導(dǎo)致壓電場的減少。晶片主表面傾斜的方向可以是m族氮化物半導(dǎo)體的a軸方向?？梢杂蒻面劈開來產(chǎn)生共振器。(示例4)制備出具有在a軸方向上的2°、20°和40。的偏離角的GaN晶片。在這些GaN晶片上制造與示例l相同的激光器結(jié)構(gòu)。在m軸的方向上形成激光器波導(dǎo)。在形成了電極之后，沿著m面進(jìn)行劈開，從而制造出激光條。<table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>在具有2。的偏離角的GaN晶片上制造的半導(dǎo)體激光器具有的閾值電流為約500mA，這低于示例1中的閾值電流。這可能是因為臺階流動生長改進(jìn)了晶體質(zhì)量和表面平坦性。在具有20°和40。的偏離角的GaN晶片上制造的半導(dǎo)體激光器具有的閾值電流等于或略高于示例1中的閾值電流。當(dāng)偏離角大時，在InGaN層的生長過程中抑制了銦的并入。出于此原因，需要InGaN的生長溫度降低。然而進(jìn)一步的改進(jìn)可能是因為閾值電流基本上等于示例1中的閾值電流。具有這些偏離角的晶片具有小的壓電場，并且因此，直到發(fā)出激光為止的藍(lán)移小于示例1中的藍(lán)移?？梢杂删哂?060111'2或更小的線位錯密度的高質(zhì)量GaN晶片來制造III族氮化物半導(dǎo)體激光器11、lla和llb?？梢杂删哂?5mm或更大的直徑的GaN晶片來制造半導(dǎo)體激光器。用于III族氮化物半導(dǎo)體激光器11、11a和11b的襯底可以由InGaN組成。在具有大銦組分的光引導(dǎo)層與襯底之間的晶格不匹配可以減少。(示例6)制備出具有在a軸方向上的2。偏離角的InGaN襯底。InGaN襯底由Ino.o5Gao.95N組成。如下所述，在該InGaN襯底上形成用于激光器結(jié)構(gòu)的外延晶片。將InGaN襯底放置在沉積反應(yīng)器中。在將氮?dú)夤?yīng)到沉積反應(yīng)器時，將InGaN襯底的溫度升至800'C。在InGaN襯底上生長AlGaN層。AlGaN層由n型In睛Gao.98N組成，并且具有例如10nm的厚度。AlGaN的生長溫度為例如800°C。隨后，在AIGaN層上生長n型熔覆層。n型熔覆層由例如Si摻雜的GaN組成，并且具有例如2pm的厚度。GaN的生長溫度是例如1100'C。在沉積反應(yīng)器的溫度降低至80(TC之后，在n型熔覆層上生長光引導(dǎo)層。光引導(dǎo)層由例如摻雜的Ino.o8Gao.92N組成，并且具有例如lOOnm的厚度。接著，生長有源層。有源層包括例如由InGaN組成的阱層和由InGaN組成的勢壘層。例如，阱層由Ino.30Gao.70N組成，并且具有2nm的厚度。例如，勢壘層由Ino.o5Gao.95N組成，并且具有15nm的厚度。有源層包括三個阱層。阱層的生長溫度為例如77CTC。勢壘層的生長溫度是例如830°C。在有源層上生長光引導(dǎo)層。光引導(dǎo)層由例如未摻雜的InQ.o8Gao.92N組成，并且具有例如100nm的厚度。光引導(dǎo)層的生長溫度為例如800。C。在光引導(dǎo)層上生長電子阻擋層。電子阻擋層由例如Mg摻雜的p型Al(uoGao.9()N組成，并且具有例如20nm的厚度。電子阻擋層的生長溫度為例如IIOO'C。在電子阻擋層上生長p型熔覆層。p型熔覆層由例如Mg摻雜的p型Alo.Q2Gao.98N組成，并且具有例如400nm的厚度。GaN的生長溫度為例如IIO(TC。在p型熔覆層上生長p型接觸層。p型接觸層由例如Mg摻雜的GaN組成，并且具有例如50nm的厚度。GaN的生長溫度為例如1100°C。通過執(zhí)行這些步驟，制造出外延晶片。由該外延晶片制造出半導(dǎo)體激光器LD6。通過在具有2。偏離角的GaN襯底上制造與半導(dǎo)體激光器LD6相同的激光器構(gòu)造，來制造外延晶片。由該外延晶片制造出半導(dǎo)體激光器LD7。半導(dǎo)體激光器LD6和LD7發(fā)出激光。發(fā)出激光的波長是470nm至480nm。半導(dǎo)體激光器LD6和LD7的閾值分別為約1500mA和約1700mA。由于半導(dǎo)體激光器LD6制造在InGaN襯底上，所以即使當(dāng)生長出具有百分之幾的銦組分的InGaN厚膜時，由于襯底與外延膜之間的晶格不匹配導(dǎo)致出現(xiàn)應(yīng)變或缺陷的現(xiàn)象減少。這可能是導(dǎo)致閾值減小的原因。利用參照附圖的優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明的原理。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚的是，在不脫離所述原理的情況下，本發(fā)明可以在布置和細(xì)節(jié)上進(jìn)行變化。本發(fā)明不受實(shí)施例中公開的具體構(gòu)造的限制。因此，本發(fā)明涵蓋落入所附權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)的所有修改形式和變化。工業(yè)應(yīng)用性需要發(fā)出430nm或更長的長波長的光的氮化物半導(dǎo)體激光二極管。在這種激光二極管中，當(dāng)引導(dǎo)的光具有長波長時，在熔覆層與引導(dǎo)層之間的折射率差變小。需要與藍(lán)光或HD-DVD所使用的藍(lán)色-紫色激光(波長約405nm)相比光學(xué)限制得以增強(qiáng)的該技術(shù)。為了增強(qiáng)光學(xué)限制，InGaN用作勢壘層和引導(dǎo)層的材料，并且勢壘層和引導(dǎo)層的銦組分增加。半導(dǎo)體激光器的外延晶片包括多層外延膜。在根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體激光二極管中，在該多層結(jié)構(gòu)中具有高的InGaN比例。因此，外延膜的晶體質(zhì)量劣化。晶體質(zhì)量的這種劣化往往發(fā)生在生長了具有高銦組分的阱層之后。為了避免晶體質(zhì)量的這種劣化，夾在阱層之間的勢壘層的銦組分減少。該減少使波導(dǎo)的平均折射率降低。為了避免這種降低，例如，光引導(dǎo)層的銦組分增加。光學(xué)限制可以得以保持，并且多量子阱結(jié)構(gòu)的晶體質(zhì)量可以得以提高。當(dāng)生長具有低銦組分的勢壘層時，晶體質(zhì)量恢復(fù)。由于光引導(dǎo)層具有高折射率，因此提供了所需的光學(xué)限制。光引導(dǎo)層部分地具有銦組分梯度。即使當(dāng)使用具有高銦組分的光引導(dǎo)層時，也可以避免載流子注入效率的降低。光引導(dǎo)層的銦組分梯度會導(dǎo)致避免載流子在具有高銦組分的光引導(dǎo)層中積累。使用了具有偏離角的自立式GaN晶片。即使當(dāng)InGaN區(qū)厚時，出現(xiàn)晶體質(zhì)量劣化的可能性也低。當(dāng)InGaN區(qū)厚時，往往會產(chǎn)生島狀圖案的表面形貌。使用具有大偏離角的GaN襯底增加了襯底主表面的臺階密度。因此，島狀圖案的表面形貌得以抑制。權(quán)利要求1.一種III族氮化物半導(dǎo)體激光器，包括具有主表面的襯底；n型熔覆層，其設(shè)置在所述襯底上并且由III族氮化物半導(dǎo)體組成；p型熔覆層，其設(shè)置在所述襯底上并且由III族氮化物半導(dǎo)體組成；有源層，其設(shè)置在所述n型熔覆層與所述p型熔覆層之間；第一光引導(dǎo)層，其設(shè)置在所述n型熔覆層與所述有源層之間；以及第二光引導(dǎo)層，其設(shè)置在所述p型熔覆層與所述有源層之間，其中，所述有源層包括多個阱層和在所述多個阱層之間設(shè)置的至少一個第一勢壘層，所述第一光引導(dǎo)層包括由InGaN組成的第一InGaN區(qū)，所述InGaN的帶隙小于所述第一勢壘層的帶隙并且大于所述阱層的帶隙，所述第二光引導(dǎo)層包括由InGaN組成的第二InGaN區(qū)，在所述有源層的多個阱層之中，最靠近所述第一光引導(dǎo)層的阱層是第一阱層，在所述有源層的多個阱層之中，最靠近所述第二光引導(dǎo)層的阱層是第二阱層，并且，所述有源層包括第二勢壘層和第三勢壘層，所述第二勢壘層設(shè)置在所述第一阱層與所述第一光引導(dǎo)層之間，所述第三勢壘層設(shè)置在所述第二阱層與所述第二光引導(dǎo)層之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的III族氮化物半導(dǎo)體激光器，其中，所述第二InGaN區(qū)由其帶隙小于所述第一勢壘層的帶隙并且大于所述阱層的帶隙的InGaN組成；所述第二勢壘層包括一帶隙大于所述第一InGaN區(qū)的帶隙的部分；以及所述第三勢壘層包括一帶隙大于所述第二InGaN區(qū)的帶隙的部分。3.根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的m族氮化物半導(dǎo)體激光器，其中，所述第一勢壘層由氮化鎵基半導(dǎo)體組成，并且所述第二勢壘層和所述第三勢壘層由所述氮化鎵基半導(dǎo)體組成。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的III族氮化物半導(dǎo)體激光器，其中，所述第二光引導(dǎo)層還包括第三InGaN區(qū)，所述第三InGaN區(qū)設(shè)置在所述第三勢壘層與所述第二InGaN區(qū)之間，以及所述第三InGaN區(qū)具有從所述第三勢壘層朝著所述第二InGaN區(qū)逐漸增加的銦組分。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的III族氮化物半導(dǎo)體激光器，其中，所述第三勢壘層包括InGaN區(qū)，以及所述第三勢壘層的InGaN區(qū)具有從所述第二阱層朝著所述第二InGaN區(qū)逐漸增加的銦組分。'6.根據(jù)權(quán)利要求、2、4和5中的任一項所述的III族氮化物半導(dǎo)體激光器，其中，所述第二光引導(dǎo)層還包括第四InGaN區(qū)，所述第四InGaN區(qū)設(shè)置在所述第二InGaN區(qū)與所述p型熔覆層之間，以及所述第四InGaN區(qū)具有從所述第二InGaN區(qū)向著所述p型熔覆層減少的銦組分。7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4至6中的任一項所述的III族氮化物半導(dǎo)體激光器，其中，所述第一光引導(dǎo)層還包括第五InGaN區(qū)，所述第五InGaN區(qū)設(shè)置在所述第二勢壘層與所述第一InGaN區(qū)之間，以及所述第五InGaN區(qū)具有從所述第二勢壘層朝著所述第一InGaN區(qū)逐漸增加的銦組分。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的m族氮化物半導(dǎo)體激光器，其中，所述第二勢壘層包括InGaN區(qū)，以及所述第二勢壘層的InGaN區(qū)具有從所述第一阱層朝著所述第一InGaN區(qū)逐漸增加的銦組分。9.根據(jù)權(quán)利要求l、2和4至8中的任一項所述的m族氮化物半導(dǎo)體激光器，其中，所述第一光引導(dǎo)層還包括第六InGaN區(qū)，所述第六InGaN區(qū)設(shè)置在所述第一InGaN區(qū)與所述n型熔覆層之間，以及所述第六InGaN區(qū)具有從所述第一InGaN區(qū)朝著所述n型熔覆層逐漸減少的銦組分。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的m族氮化物半導(dǎo)體激光器，其中，所述第二勢壘層包括一帶隙小于所述第一InGaN區(qū)的帶隙的部分；以及°所述第三勢壘層包括一帶隙小于所述第二InGaN區(qū)的帶隙的部分。11.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的III族氮化物半導(dǎo)體激光器，其中，所述第二光引導(dǎo)層還包括第七InGaN區(qū)，所述第七InGaN區(qū)設(shè)置在所述第二InGaN區(qū)與所述p型熔覆層之間，以及所述第七InGaN區(qū)具有從所述第二InGaN區(qū)向著所述p型熔覆層減少的銦組分。12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的III族氮化物半導(dǎo)體激光器，其中，所述第一光引導(dǎo)層還包括第八InGaN區(qū)，所述第八InGaN區(qū)設(shè)置在所述第一InGaN區(qū)與所述n型熔覆層之間，以及所述第八InGaN區(qū)具有從所述第一InGaN區(qū)朝著所述n型熔覆層逐漸減少的銦組分。13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任一項所述的III族氮化物半導(dǎo)體激光器，其中，所述有源層包括多量子阱結(jié)構(gòu)，所述多量子阱結(jié)構(gòu)被設(shè)置成使得所述III族氮化物半導(dǎo)體激光器具有在430nm或更大的波長區(qū)域內(nèi)的發(fā)光波長。14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中的任一項所述的III族氮化物半導(dǎo)體激光器，其中，所述第一光引導(dǎo)層具有150nm或更小的厚度，以及所述第二光引導(dǎo)層具有150nm或更小的厚度。15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中的任一項所述的III族氮化物半導(dǎo)體激光器，其中，所述第一光引導(dǎo)層的所述第一InGaN區(qū)具有0.03或更多的銦組分，以及所述第二光引導(dǎo)層的所述第二InGaN區(qū)具有0.03或更多的銦組分。16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中的任一項所述的III族氮化物半導(dǎo)體激光器，其中，所述第一光引導(dǎo)層的所述第一InGaN區(qū)具有0.12或更少的銦組分，以及所述第二光引導(dǎo)層的所述第二InGaN區(qū)具有0.12或更少的銦組分。17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中的任一項所述的III族氮化物半導(dǎo)體激光器，其中，所述襯底由III族氮化物半導(dǎo)體組成，所述襯底的所述主表面相對于所述III族氮化物半導(dǎo)體的c面傾斜1?；蚋蟮慕嵌?，以及所述襯底的所述主表面相對于所述III族氮化物半導(dǎo)體的所述C面傾斜50?；蚋〉慕嵌?。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的III族氮化物半導(dǎo)體激光器，其中，所述主表面在所述III族氮化物半導(dǎo)體的a軸方向上傾斜。19.根據(jù)權(quán)利要求1至18中的任一項所述的III族氮化物半導(dǎo)體激光器，其中，所述襯底由GaN組成。20.根據(jù)權(quán)利要求1至18中的任一項所述的III族氮化物半導(dǎo)體激光器，其中，所述襯底由InGaN組成。21.—種制造III族氮化物半導(dǎo)體激光器的方法，包括-在第一溫度下，在第一導(dǎo)電型熔覆層上生長第一InGaN光引導(dǎo)層的步驟；在生長所述第一InGaN光引導(dǎo)層之后，生長勢壘層的步驟；在生長所述勢壘層之后，生長InGaN阱層的步驟；在生長所述InGaN阱層之后，在第二溫度下生長另一個勢壘層的步驟；在生長所述另一個勢壘層之后，生長另一個InGaN阱層的步驟；在生長所述另一個InGaN阱層之后，生長又一個勢壘層的步驟；以及在生長所述又一個勢壘層之后，在第三溫度下生長第二InGaN光引導(dǎo)層的步驟，其中，所述第二溫度高于所述第一溫度和所述第三溫度。全文摘要本發(fā)明提供了一種III族氮化物半導(dǎo)體激光器，該III族氮化物半導(dǎo)體激光器具有良好的光學(xué)限制特性，并且包括具有良好晶體質(zhì)量的InGaN阱層。在第一光引導(dǎo)層(21)與第二光引導(dǎo)層(23)之間設(shè)置有源層(19)。有源層(19)可以包括阱層(27a)、(27b)和(27c)，并且還包括在所述阱層之間設(shè)置的至少一個第一勢壘層(29a)。第一光引導(dǎo)層(21)和第二光引導(dǎo)層(23)分別包括比第一勢壘層(29a)的帶隙(E₂₉)小的第一InGaN區(qū)21a和第InGaN區(qū)23a，并且因此可以使得第一光引導(dǎo)層(21)和第二光引導(dǎo)層(23)的平均折射率(n_引導(dǎo))大于第一勢壘層(29a)的折射率(n₂₉)。因此，實(shí)現(xiàn)了良好的光學(xué)限制。第一勢壘層(29a)的帶隙(E₂₉)大于第一InGaN區(qū)(21a)的帶隙(E₂₁)和第二InGaN區(qū)(23a)的帶隙(E₂₃)。文檔編號H01S5/343GK101682172SQ200980000378公開日2010年3月24日申請日期2009年2月17日優(yōu)先權(quán)日2008年2月25日發(fā)明者京野孝史,善積祐介,秋田勝史申請人:住友電氣工業(yè)株式會社