特開 2024-47139 窒化物半導体発光素子の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024047139

(43)【公開日】2024-04-05

(54)【発明の名称】窒化物半導体発光素子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/183 20060101AFI20240329BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20240329BHJP

【ＦＩ】

H01S5/183

H01L21/205

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022152586

(22)【出願日】2022-09-26

(71)【出願人】

【識別番号】599002043

【氏名又は名称】学校法人 名城大学

(74)【代理人】

【識別番号】110000497

【氏名又は名称】弁理士法人グランダム特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹内 哲也

(72)【発明者】

【氏名】長澤 剛

(72)【発明者】

【氏名】岩谷 素顕

(72)【発明者】

【氏名】上山 智

【テーマコード（参考）】

5F045

5F173

【Ｆターム（参考）】

5F045AB14

5F045AB17

5F045AD13

5F045AD14

5F045AD15

5F045CA09

5F045DA52

5F173AC03

5F173AC14

5F173AG01

5F173AH22

5F173AQ10

(57)【要約】

【課題】ＧａＮ系面発光レーザーの共振器形成中において、（その場で並行して測定した反射率スペクトルなどを用いて）高精度、高再現にて所望の共振器長に制御し得る窒化物半導体発光素子の製造方法を提供する。
【解決手段】窒化物半導体発光素子の製造方法は、多層膜反射鏡１１を積層して形成する多層膜反射鏡積層工程と、多層膜反射鏡積層工程の実行後、多層膜反射鏡の表面にＧａＮ共振器１２を積層する共振器積層工程と、共振器積層工程を実行しつつ、ＧａＮ共振器１２の反射率を計測する反射率計測工程とを備え、反射率計測工程において用いられる光の波長は、室温における多層膜反射鏡１１の共振波長よりも長い。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

多層膜反射鏡を積層して形成する多層膜反射鏡積層工程と、
前記多層膜反射鏡積層工程の実行後、前記多層膜反射鏡の表面に共振器を積層する共振器積層工程と、
前記共振器積層工程を実行しつつ、前記共振器の反射率を計測する反射率計測工程と、
を備え、
前記反射率計測工程において用いられる光の波長は、室温における前記多層膜反射鏡の共振波長よりも長い、窒化物半導体発光素子の製造方法。

【請求項2】

前記反射率計測工程において用いられる光の波長は、室温における前記多層膜反射鏡の前記共振波長よりも１１．８ｎｍから２６．７ｎｍ大きい、請求項１に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。

【請求項3】

成長温度における前記多層膜反射鏡の反射中心波長は、室温における前記多層膜反射鏡の前記共振波長、及び成長温度の二つのパラメータに基づいてシフト量を求め、前記シフト量を前記共振波長に加えて求められる、請求項１又は請求項２に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。

【請求項4】

前記共振器積層工程の実行中に前記共振器内に吸収領域を積層する吸収領域積層工程を更に備え、
前記吸収領域積層工程において積層される前記吸収領域は、
室温においては、室温における前記多層膜反射鏡の前記共振波長の光を吸収せず、
成長温度においては、室温における前記多層膜反射鏡の前記共振波長よりも長波長の光を吸収する、請求項１又は請求項２に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。

【請求項5】

前記吸収領域積層工程を実行することによって、前記共振器の全体を前記吸収領域として設定する請求項４に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。

【請求項6】

前記共振器の全体を前記吸収領域とする場合、前記吸収領域における吸収係数は、１００ｃｍ^－１以上、かつ３００００ｃｍ^－１以下である請求項５に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。

【請求項7】

前記吸収領域積層工程を実行することによって、前記共振器の積層方向の一部区間を前記吸収領域として設定する請求項４に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。

【請求項8】

前記吸収領域における前記積層方向の厚みは、０．３ｎｍ以上、且つ１０ｎｍ以下である、請求項７に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。

【請求項9】

前記吸収領域は、活性層である、請求項７に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は窒化物半導体発光素子の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

垂直共振器型面発光レーザーでは、共振器はウエハ表面に対して垂直な方向に形成される。レーザーの共振器長は、一般的に発振波長の半分（１／２波長）の整数倍にすることによって、その共振条件が満たされ、素子本来の性能が発揮される。ここで、共振器長は、共振器の厚みと同義である。ゆえに面発光レーザーにおいて所望の共振器長を形成するためには、共振器形成時に（すなわち、多くの場合、エピタキシャル成長時に）共振器長を制御する必要が生じる。このような制御をするためには、共振器を構成する各層の成長速度を全て把握し、各設計層厚と併せて成長時間を割り出し、それに基づいてエピタキシャル成長を遂行する。ここで課題となるのが、全ての層の成長速度を精度よく把握できないこと、さらに把握できたとしても、実際に共振器を形成する際には、その値から経時変化する可能性が考えられ、必ずしも所望の共振器長を高精度、高再現性にて形成できない点である。

【0003】

上記の課題に対し、実用化されたＧａＡｓ系の赤外面発光レーザーでは、共振器を形成するエピタキシャル成長中に、成長中のウエハの反射率スペクトル（波長依存性含む）をその場で並行して測定することによって、高い精度で共振器長の制御が可能になっている。この手法では、エピタキシャル成長の進行に伴い（すなわち、共振器長が厚くなるにつれて）その共振波長における反射率の変化を利用している。具体的には、共振条件と非共振条件での共振波長における反射率の変化を利用している。

【0004】

ここで、一般に、結晶成長する際における成長温度（以下、単に成長温度ともいう）での半導体材料の屈折率の値は、室温（およそ２０度前後）での値よりも大きい値に変化する。成長温度は室温よりも高い。このため、成長温度での共振波長は、室温での共振波長より長波長化する。したがって、温度変化による共振波長の波長シフトを考慮した、室温とは異なる共振波長で反射率の値を測定する必要がある。ＧａＡｓ系材料では、屈折率の値などの物性値の温度依存性が詳細に調べられており、それを用いることで室温における共振波長から、成長温度における共振波長を算出することができる。さらに固定されたひとつの波長での反射率測定ではなく、ある波長範囲（例えば、数１００ｎｍの範囲）での各反射率、すなわち反射率スペクトルを測定することで、様々な成長温度に対する共振波長に対応させることが可能である。

【0005】

これに対して、これまで、ＧａＮ系の面発光レーザーでは、共振器形成中の（すなわち、成長温度における）反射率スペクトルの測定は報告されていない。一方、成長温度における反射率測定という観点では、非特許文献１において室温における共振波長という固定された一波長での反射率の値のみが観測されている（非特許文献１の図４右参照）。すなわち、ＧａＮ系の面発光レーザーの製造時における成長温度では、もはや共振波長ではない波長にて反射率の変化が観測されている。ゆえに、反射率の値の振動が観測されていても、共振波長ではないため、得られた反射率の値の振動をこのまま用いても、所望の共振器長を高い精度で制御することはできない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【非特許文献1】Tien-Chang Lu、Jun-Rong Chen、Shih-Wei Chen、Hao-Chung Kuo、Chien-Cheng Kuo、Cheng-Chung Lee、and Shing-Chung Wang、"Development of GaN-Based Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers"、IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS、VOL.15、NO.3、2009年、p850.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

非特許文献１において、成長温度における共振波長が用いられなかった理由は、成長温度でのＧａＮなどの屈折率の値、あるいは、室温から成長温度まで変化させた際の共振波長の波長シフト量が明らかになっていないからである。さらに、成長温度での共振波長がわかったとしても、共振器形成中に共振器長が厚みを増すに従って、適切に観測できる程度にその波長における反射率が大きく変化、より具体的には共振状況に則して振動するかどうかも不明である。

【0008】

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、ＧａＮ系面発光レーザーの共振器形成中において、（その場で並行して測定した反射率スペクトルなどを用いて）高精度、高再現にて所望の共振器長に制御し得る窒化物半導体発光素子の製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の窒化物半導体発光素子の製造方法は、
多層膜反射鏡を積層して形成する多層膜反射鏡積層工程と、
前記多層膜反射鏡積層工程の実行後、前記多層膜反射鏡の表面に共振器を積層する共振器積層工程と、
前記共振器積層工程を実行しつつ、前記共振器の反射率を計測する反射率計測工程と、
を備え、
前記反射率計測工程において用いられる光の波長は、室温における前記多層膜反射鏡の共振波長よりも長い。

【0010】

この構成によれば、窒化物半導体発光素子を積層して結晶成長させる際の成長温度では、窒化物半導体発光素子における共振波長が長波長化するため、反射率計測工程において用いられる光の波長を室温における多層膜反射鏡の共振波長（反射中心波長）よりも長くすることによって、窒化物半導体発光素子を結晶成長させつつ、共振器長を高精度・高再現性にて制御するための適切な共振波長にて測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】（Ａ）は、室温における共振波長が４１７ｎｍのＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡における反射率スペクトルの温度依存性を示すグラフであり、（Ｂ）は、室温における共振波長が５２７ｎｍのＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡における反射率スペクトルの温度依存性を示すグラフである。

【図2】図２は、２種類の異なる共振波長のＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡の反射中心波長、すなわち共振波長における基板温度に対する波長シフト量の関係を示すグラフである。

【図3】図３は、従来において、ＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡をエピタキシャル成長して結晶成長を進め、共振器長を厚くしていった場合における、反射率の推移を理論計算した結果を示すグラフである。

【図4】図４は、成長温度におけるＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡の反射率スペクトルの実測結果を示すグラフである。

【図5】成長温度における共振波長に対して、（Ａ）は、ＧａＮ共振器全体を吸収領域としたサンプルの構造を示す模式図であり、（Ｂ）は、ＧａＮ共振器の積層方向の一部区間を吸収領域としたサンプルの構造を示す模式図である。

【図6】図６は、厚みが１波長のＧａＮ共振器内全体を、成長温度における共振波長に対する吸収領域とした場合で、かつ、吸収領域の吸収係数が０から１０００００ｃｍ^-1まで変化させた場合の反射率スペクトルの計算結果を示すグラフである。

【図7】（Ａ）は、共振器を結晶成長しつつ、５種類の異なる共振器長に対して、その場で並行して測定した反射率スペクトルであり、（Ｂ）は、（Ａ）のＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡の反射率スペクトルにおける反射中心波長、すなわち共振波長４３９ｎｍにおける反射率強度の結晶成長時間（すなわち、共振器長）に対する依存性を示すグラフである。

【図8】図８は、ｎ－ＧａＮ層、ＧａＩｎＮ発光層、及びｐ－ＧａＮ層を含むＧａＮ共振器の結晶成長時において、成長温度での共振波長における反射率強度の結晶成長時間（すなわち、共振器長）に対する依存性を示すグラフである。

【図9】図９は、実施例３におけるサンプルの構造を示す模式図である。

【図10】図１０は、図９におけるｎ－ＧａＩｎＮ吸収層の厚みを４段階に変化させて反射率スペクトルを計算した結果を示すグラフである。

【図11】図１１は、実施例４におけるサンプルの構造を示す模式図である。

【図12】図１２は、実施例４のＧａＮ共振器において、成長温度における共振波長での反射率の推移を計算した結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明における好ましい実施の形態を説明する。

【0013】

反射率計測工程において用いられる光の波長は、室温における多層膜反射鏡の共振波長（反射中心波長）よりも１１．８ｎｍから２６．７ｎｍ大きくし得る。この構成によれば、窒化物半導体発光素子から発光し得る波長（３７５～６７５ｎｍ）における、室温から成長温度までの波長シフトの範囲をほぼカバーできる。ゆえに、室温における所望の共振波長を有する共振器を結晶成長している際の波長シフトを考慮した共振波長での反射率を測定することができる。

【0014】

成長温度における多層膜反射鏡の反射中心波長（共振波長）は、室温における共振波長、及び成長温度の二つのパラメータに基づいてシフト量を求め、このシフト量を室温における多層膜反射鏡の共振波長に加えて求められ得る。この構成によれば、室温における共振波長、及び成長温度の二つのパラメータが決定すれば、多層膜反射鏡の成長温度における反射中心波長（共振波長）を容易に求めることができる。

【0015】

共振器積層工程の実行中に共振器内に吸収領域を積層する吸収領域積層工程を更に備え、吸収領域積層工程において積層される吸収領域は、室温においては、室温における多層膜反射鏡の共振波長の光を吸収せず、成長温度においては、室温における多層膜反射鏡の共振波長よりも長波長の光を吸収し得る。この構成によれば、吸収領域によって、室温における共振波長よりも長波長の光を成長温度において吸収することができ、これによって、共振器積層工程を実行中、すなわち成長温度における共振器の共振波長での反射率の変化量を大きくして観測し易くできる。

【0016】

吸収領域積層工程を実行することによって、共振器の全体を吸収領域として設定し得る。この構成によれば、共振器内の光を確実に吸収することができる。

【0017】

共振器全体を吸収領域とする場合、吸収領域における吸収係数は、１００ｃｍ^－１以上、かつ３００００ｃｍ^－１以下であり得る。この構成によれば、共振器の反射率の変化量を１％以上の大きさにすることができる。

【0018】

吸収領域積層工程を実行することによって、共振器の積層方向の一部区間を吸収領域として設定し得る。この構成によれば、共振器の一部区間を吸収領域として設定すればよいため、吸収領域を除いた部分の共振器の構成を改変しなくて済む。

【0019】

吸収領域における積層方向の厚みは、０．３ｎｍ以上、且つ１０ｎｍ以下であり得る。この構成によれば、この構成によれば、共振器の品質を保ちつつ、共振器の反射率の変化量を１％以上の大きさにすることができる。

【0020】

吸収領域は、活性層であり得る。この構成によれば、吸収領域として活性層を利用できるので、吸収領域を単独で設ける手間が省ける。

【0021】

＜実施例１＞
ＧａＮ面発光レーザーとして、積層方向における下部にＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡を有し、その表面にＧａＮ共振器を積層して形成する場合において、結晶成長させつつ、その場で並行して反射率スペクトルを測定することについて説明する。

【0022】

［成長温度における室温からの共振波長のシフト量について］
成長温度における室温からの共振波長のシフト量を明らかにするために、２種類の異なる共振波長のＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡における温度依存性を検討した。ここで、共振波長とは、ＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡における反射中心波長である。多層膜反射鏡の反射中心波長は、設計波長と一致し、多層膜反射鏡の性能を最も有効に利用できる。このため、通常の素子設計では、この反射中心波長を共振波長と一致させるからである。室温におけるＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡の共振波長に関して、サンプルの一つは４１７ｎｍであり、他方の共振波長は５２７ｎｍである。これらのサンプルをそれぞれ、基板温度を上昇させながら、その場で並行して反射率スペクトルを測定することができる測定装置（以下、単に測定装置ともいう）が組み込まれた有機金属化合物気相成長（ＭＯＶＰＥ）装置内に配置する。ここでは、結晶成長を行わず、窒素雰囲気下にて基板温度を室温よりも高い温度に変化させて、測定装置を用いて反射率スペクトルを測定した。こうして得られた反射率スペクトルを図１（Ａ）、（Ｂ）に示す。予想通り、基板温度が上昇するのに伴い、共振波長は、長波長化することが明らかになった。

【0023】

基板温度に対する共振波長の波長シフト量を図２に示す。多くの場合、ＧａＮ共振器の大部分の成長温度は、９００℃以上、１１００℃以下である。このことから、図２に示すように、この２種類のサンプルに関して、室温と成長温度との間における共振波長のシフト量は、およそ１６ｎｍから２５ｎｍであることがわかった。ＧａＡｓ系多層膜反射鏡では、屈折率の温度依存性から、室温と成長温度との間の共振波長のシフト量は、５０ｎｍから７０ｎｍ程度と想定される。つまり、従来のＧａＡｓ系における共振波長のシフト量は、ＧａＮ系の共振波長のシフト量は異なる範囲であるので、従来のＧａＡｓ系における共振波長のシフト量からＧａＮ系の共振波長のシフト量は、推察することができない。

【0024】

上記の実験結果より、室温よりも高い温度である成長温度におけるＧａＮ系の多層膜反射鏡の反射中心波長（これを共振波長に設定する）は、室温における共振波長λ及び成長温度Ｔの二つのパラメータを用いた関数に基づいて共振波長のシフト量Δλを求め、このシフト量Δλを室温における共振波長λに加えて求め得ることがわかった。この構成によれば、室温における共振波長λ、及び成長温度Ｔの二つのパラメータが決定すれば、多層膜反射鏡の成長温度における共振波長（反射中心波長）を容易に求めることができる。この二つのパラメータ（室温における共振波長λ、成長温度Ｔ）を用いて波長のシフト量Δλ（λ、Ｔ）を一次関数として近似して導出すると、式１の数式の関係を有していることが本検討にて判明した。

【0025】

【数1】

【0026】

ＧａＩｎＮ量子井戸活性層を有するＧａＮ系面発光レーザーの場合、室温における共振波長は、３７５ｎｍから６７５ｎｍまでが想定される。さらに、多くの場合、ＧａＮ共振器の成長温度は、９００℃以上、１１００℃以下である。このことから、共振波長の範囲（３７５ｎｍから６７５ｎｍ）と、成長温度の範囲（９００℃以上、１１００℃以下）におけるシフト量Δλを式１によって求めた結果は、表１に示すように、１１．８ｎｍから２６．７ｎｍの範囲内であることがわかる。表１から、室温の共振波長が長くなるほど共振波長のシフト量が小さくなること、及び成長温度が高くなるほど共振波長のシフト量が大きくなることがわかる。

【0027】

【表1】

【0028】

［成長温度における共振波長の反射率の強度変化について］
次に、成長温度における共振波長の反射率の強度変化について検討した。ここで、室温において共振波長が４１７ｎｍの４０ペアのＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡を選択し、ＧａＮ共振器を１０００℃で成長させる場合を考える。この場合、式１よりΔλ＝２２が得られる。したがって、成長温度１０００℃での共振波長は、４１７ｎｍ＋２２ｎｍ＝４３９ｎｍであることがわかる。

【0029】

このような仕様を満たすＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡をエピタキシャル成長して結晶成長を進め、共振器長を厚くしていった場合における、反射率の推移を理論計算した。なお、反射率を計測する際にＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡に照射する光の共振波長は、４３９ｎｍとした。その結果を図３に示す。図３に示すように、共振波長の反射率の強度は、１／２波長ごとに明瞭に振動することがわかったが、共振波長の反射率の強度の振動幅は、わずか０．４％程度であった。

【0030】

ここで、ＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡の成長温度における反射率スペクトルの実測結果を図４に示す。図４に示すように、実際に反射率スペクトルを測定すると、測定時に様々なノイズが内包されてスペクトルの波形が乱れてしまう。こうした乱れのため、１％未満の強度振動を精度よく観測することは、極めて困難であり非現実的であることもわかった。

【0031】

共振波長における反射率の強度を共振器長に応じて大きく変化させるには、共振状態と、非共振状態とで、共振波長の反射光、すなわち基板表面側に戻ってくる光の割合を大きく変化させれば良い。ここで、共振状態と、非共振状態とでは、その共振波長の光が結晶成長中の共振器内に蓄積される量が異なる。具体的には、共振状態では比較的多くの量の光が共振器内に蓄積し、非共振状態では比較的少ない量の光が共振器内に蓄積する。一方で、図３が示す、最終的に反射して入射側に戻る（すなわち反射する）光の量に関して、共振状態（例えば、０．５λや１．０λ）と非共振状態（例えば、０．７５λや１．２５λ）の差はわずか１％未満であり、大きく変化しない。なぜなら、ウエハの下部に高反射率を有する反射鏡が存在するような共振器内では、共振器内に蓄積した光も最終的には下部の反射鏡に反射されて入射側、すなわちウエハの表面に戻ってくるからである。

【0032】

したがって、共振状態と、非共振状態と、において、入射側に戻る光の量を大きく変化させることができればよい。その一つの方法として、共振器内に積極的に光を吸収する吸収領域を設ける方法が考えられる。共振状態では、多くの量の光が共振器内に蓄積するため、光の吸収量が多くなり、最終的に反射して入射側に戻る光の量が少なくなる。そして、非共振状態では、共振器内における光の吸収量が少ないため、最終的に入射側に反射する光はあまり変化しない。一方で、共振器内での光の吸収量が大きすぎると、非共振状態でも光が吸収されてしまい、入射側に戻る反射光の量は減るものの、共振状態と、非共振状態との反射率の違いがなくなってしまう。

【0033】

そこで、このＡｌＩｎＮ/ＧａＮ多層膜反射鏡及びＧａＮ共振器を備えた窒化物半導体発光素子において、ＧａＮ共振器内に光を吸収する吸収領域を意図的に設けることを検討した。ここでは、図５（Ａ）に示すように、ＧａＮ共振器１２全体を吸収領域Ａb1として光を吸収する設定とした場合と、図５（Ｂ）に示すように、ＧａＮ共振器１１２の積層方向（図５における上下方向）の一部区間を吸収領域Ａb2として光を吸収する設定とした二つの場合について検討した。

【0034】

＜実施例２＞
［共振器の全体で光を吸収する場合］
ＧａＮ共振器１２の全体で光を吸収する場合（図５（Ａ）参照）を検討する。具体的には、多層膜反射鏡積層工程を実行して、４０ペアのＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡１１を積層する。そして、多層膜反射鏡積層工程の実行後、共振器積層工程を実行し、ＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡１１の表面に、共振器であるＧａＮ共振器１２を積層する。ＧａＮ共振器１２の厚みは、１波長（共振状態に相当）である。ＧａＮ共振器１２の全体を吸収領域Ａb1として設定した場合の反射率スペクトルの計算結果を図６に示す。成長温度での共振波長は、実施例１と同様４３９ｎｍ（室温では４１７ｎｍ）とした。共振状態なので、４３９ｎｍの光がＧａＮ共振器１２内に蓄積しているが、吸収係数α＝０ｃｍ^－１の場合には、共振波長での反射率は高いままである（図３における１λの位置に相当し、反射率はおよそ９９．６％）。一方で、吸収係数α＝１００ｃｍ^－１以上になると、共振波長４３９ｎｍにおける反射率が、吸収係数α＝０ｃｍ^－１の場合よりも１％以上低下することがわかる。

【0035】

さらに、ＧａＮ共振器１２における光の吸収量を増大させる（すなわち、吸収係数αを大きくする）と、吸収係数α＝３００００ｃｍ^－１までは、共振波長４３９ｎｍにおいて明瞭に反射率が低下した。一方で、吸収係数αを１０００００ｃｍ^－１まで大きくしてしまうと、もはや共振波長４３９ｎｍの光において選択的に反射率が低下する現象はあらわれず、共振器長の把握のための情報が得られないこともわかった。吸収係数α＝１０００００ｃｍ^－１という値は、ＧａＮをはじめとする窒化物半導体のバンド間吸収の値と同等である。ゆえに、共振器内全体に対してバンド間吸収するほどの量の光の吸収をさせてしまうと、共振器長の把握のための情報を得るという目的が達成できないことがわかった。

【0036】

共振器を構成する半導体結晶の吸収係数αを変化させる方法として、バンド間吸収又は不純物準位間吸収の利用を前提として、そのバンドギャップやドーピング量の調整をすることが挙げられる。ただし、成長温度の共振波長では吸収するが、室温での共振波長では吸収しないことが必須である。なぜなら、室温での共振波長でも吸収してしまうと素子特性を大幅に劣化させてしまうからである。一方、成長温度の共振波長（例えば、４３９ｎｍ）は、室温での共存波長（例えば、４１７ｎｍ）よりも１１．８ｎｍから２６．７ｎｍ大きい。一般的にバンド間遷移では、バンドギャップに相当する波長（これを吸収端という）よりも短波長であると全て吸収し、長波長であると急激に吸収量が減少し、吸収端から十分離れた波長では全く吸収しない。したがって、上記の要件を満たすことができないように見える。実はバンドギャップや不純物準位も温度依存性を有しており、室温から成長温度では、約６０ｎｍ長波長化し、その波長シフト量は上記の共振波長の波長シフト量（３０ｎｍ未満）よりも大きい。ゆえに、本実施例での共振器を構成する半導体材料として、例えば、ＧａＮ（バンドギャップ：３．４ｅＶ）を選ぶと、室温での吸収端は３７０ｎｍであり、室温での共振波長４１７ｎｍでは吸収しない。一方で、成長温度では、吸収端は４３０ｎｍ付近まで長波長化し、成長温度での共振波長４３９ｎｍでは上記バンド間吸収の影響を適度に受けることで、共振波長の反射率は共振器長に応じて振動する。この考えに基づいて、共振波長を短波長（３７５ｎｍ寄り）に設定した場合は、ＧａＮではなく、バンドギャップの大きいＡｌＧａＮなどを用いればよい。また、共振波長を長波長（６７５ｎｍ寄り）に設定した場合は、バンドギャップの小さいＧａＩｎＮなどを用いればよい。

【0037】

続いて、実際に成長温度１０００℃において、共振波長が４３９ｎｍであり、厚みが１波長のＧａＮ共振器１２全体に吸収係数α＝１１０００ｃｍ^－１を導入した場合を検討した。ここでは、上述したように、温度上昇するのに伴いＧａＮのバンド間吸収（正確にはバンド間吸収が完全に起こるよりも若干長い波長であり、その吸収係数αはバンド間吸収よりも小さい値）が長波長化する性質を利用した。詳しくは、１０００℃（成長温度）では、４３９ｎｍにおいて、吸収係数α＝１１０００ｃｍ^－１（バンド間吸収（吸収係数α＝１０００００ｃｍ^－１）よりも少ない）の吸収領域Ａb1をＧａＮ共振器１２全体に存在させる。言い換えると、共振器積層工程の実行中において、吸収領域Ａb1をＧａＮ共振器１２内に積層する吸収領域積層工程を実行する。吸収領域Ａb1は、成長温度では、４１７ｎｍのみならず、４３９ｎｍの光を吸収係数α＝１１０００ｃｍ^－１で吸収するが、室温では、４３９ｎｍのみならず４１７ｎｍの光も吸収しない。つまり、吸収領域Ａb1は、室温においては、室温における多層膜反射鏡の共振波長（４１７ｎｍ）の光を吸収せず、成長温度においては、室温における多層膜反射鏡の共振波長（４１７ｎｍ）よりも長波長の光（４３９ｎｍ）を吸収する。

【0038】

いずれにせよ、ＧａＮ共振器１２全体を吸収領域Ａb1とする場合は、吸収領域Ａb1における吸収係数αが１００ｃｍ^－１以上、かつ３００００ｃｍ^－１以下になるように設定すればよい。より好ましくは、吸収領域Ａb1における吸収係数αは、１０００ｃｍ^－１から３００００ｃｍ^－１になるように設定する。この場合、吸収係数αが０ｃｍ^－１である場合に比べ、成長温度における反射率を１０％以上変化させることが可能である。また、室温で光を吸収してしまうと、窒化物半導体発光素子として効率よくレーザー発振することができなくなってしまうので、室温における共振波長（ここでは４１７ｎｍ）では光の吸収が生じない方法であることも必要である。言い換えると、吸収領域Ａb1は、室温では共振波長の光（ここでは、４１７ｎｍ）を吸収せず、成長温度では、共振波長の光（ここでは、４３９ｎｍ）を吸収する機能を有する。

【0039】

反射率スペクトルを測定するために以下の実験を行った。多層膜反射鏡積層工程を実行して４０ペアのＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡１１を形成し、さらに共振器積層工程を実行して、ＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡１１の表面に１／４波長の厚みのＧａＮ共振器１２を積層して形成した。ゆえに、この時点でＧａＮ共振器１２の共振器長は１／４波長である。このウエハをその場で並行して反射率スペクトルを測定することができる測定装置を有するＭＯＶＰＥ装置の反応炉内に設置し、成長温度１０００℃、水素雰囲気下で共振器積層工程を継続して、さらにＧａＮ共振器１２を結晶成長させた。Ｇａ原料としてトリメチルガリウム、Ｎ原料としてアンモニアを供給した。なお、必要に応じて、ｎ型電気伝導が得られるＳｉや、ｐ型電気伝導が得られるＭｇを添加してもよい。さらに、発光層を挿入してもよい。そして、共振器積層工程を実行しつつ、ＧａＮ共振器１２の反射率を計測する反射率計測工程を実行する。図７に、５種類の異なる共振器長を有するサンプルを結晶成長させつつ、反射率計測工程を実行し、その場で並行して測定した反射率スペクトルと、共振波長４３９ｎｍにおける反射率強度の共振器の厚みに対する依存性を示す。反射率計測工程において用いられる光の波長（４３９ｎｍ）は、室温におけるＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡１１の共振波長（４１７ｎｍ）よりも２２ｎｍ長波長である。

【0040】

ここで、図７（Ａ）におけるｄのスペクトルは、図６におけるα＝１００００ｃｍ^－１にほぼ相当し、図６における吸収係数α＝１００００ｃｍ^－１とほぼ同等なスペクトルが観測できていることがわかる。図７（Ａ）に示すように、１／４波長の奇数倍（ａ、ｃ、ｅ）では、非共振状態の条件が成立し、共振波長における反射率が高くなっている。一方、１／２波長の整数倍（ｂ、ｄ）では、共振状態の条件が成立し、共振波長における反射率が大幅に低下している。図７（Ｂ）にＧａＮ共振器１２の成長時間（すなわち共振器の厚み）に対する共振波長での反射率の値の推移を示す。図７（Ｂ）に示すように、共振器長が１／２波長（０．５λ）ごとに反射率が大きく振動するように変化する。このように、共振器積層工程の実行中において吸収領域積層工程を実行し、適切な吸収係数αに設定された吸収領域Ａb1をＧａＮ共振器１２の全体に導入すると、成長温度において反射率の変化が明瞭に観測でき、結晶成長中のＧａＮ共振器１２の厚みをその場で並行して精度良く把握することができるようになり、ＧａＮ共振器１２を形成しながら高い精度でＧａＮ共振器１２の厚みを制御することができる。

【0041】

実際には、ＧａＮ共振器１２の内部には、図８に示すように、ｎ－ＧａＮ層１２Ａ、ＧａＩｎＮ発光層１２Ｂ、及びｐ－ＧａＮ層１２Ｃなどが存在する。この場合の成長温度における共振波長（ここでは４３１ｎｍ）における反射率の共振器の厚みに対する依存性を図８に示す。ここでは、反射率の推移を観測するためにｐ－ＧａＮ層１２Ｃの厚みを実際の設計値よりも厚く形成している。室温にて良好に機能する窒化物半導体発光素子を得るには、設計値の一例として、ＧａＮ共振器１２の厚みを３．７波長に設定したい。このため、ＧａＮ共振器１２の成長を図８における３．７波長（点線の時刻）のところで共振器積層工程の実行を終了すれば、設計値通りのＧａＮ共振器１２を形成することができる。こうして、ＧａＮ面発光レーザーにおける窒化物半導体層のエピタキシャル成長を終了する。

【0042】

次に、完成したウエハを用いて電流の注入が可能な素子の形成を行う。先ず、直径４０μｍの円形形状のメサ構造を形成する。詳しくは、フォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術を用いてメサ構造を形成する。このとき、メサ構造はｐ－ＧａＮ層１２Ｃの表面を円形形状のフォトレジストで覆い、円形形状のフォトレジストの周囲に対して、ＧａＮ共振器１２内のｎ－ＧａＮ層１２Ａの表面が露出する深さおよそ１００ｎｍのエッチングを行う。

【0043】

次に、メサ構造の表面の中心部に直径８μｍのレジストを形成し、１０ｎｍのＳｉＯ₂膜を蒸着した後、リフトオフする。これにより、メサ構造の表面の中心部に直径８μｍの開口が形成され、メサ構造の側面を覆う１０ｎｍ厚のＳｉＯ₂膜を形成する。

【0044】

次に、ＳｉＯ₂膜の表面と、ＳｉＯ₂膜の開口が形成されたメサ構造の表面とに、フォトレジストでパターニング、成膜、及びリフトオフを繰り返すことによって、ｐコンタクト電極となる２０ｎｍのＩＴＯ層、及び３２ｎｍのＮｂ₂Ｏ₅層を積層する。これらのプロセスにより、上述の３．７波長共振器を有するＧａＮ面発光レーザー上にＩＴＯ層とＮｂ₂Ｏ₅層が堆積されて、ちょうど４波長の共振器が完成する。エピタキシャル成長で形成したＧａＮ共振器１２は、その場で並行して反射率スペクトル測定を実行することによって、その層厚を高い精度で制御して形成されているため、ＩＴＯ層とＮｂ₂Ｏ₅層も設計値通りの厚みで積層すればよく、ＧａＮ共振器１２のずれを考慮した調整などは必要ない。

【0045】

次に、ｐパッド電極、及びｎコンタクト電極を形成する。ｐパッド電極はＩＴＯ層の表面の外周縁部に形成する。ｎコンタクト電極はエッチングで露出させたｎ－ＧａＮ層１２Ａの表面に形成する。ｐパッド電極、及びｎコンタクト電極は、Ｃｒ／Ｎｉ／Ａｕ（１０／２０／３７０ｎｍ）で構成される。最後に、Ｎｂ₂Ｏ₅層の表面に、反射率が９９．９％以上の高反射率となる誘電体の８ペアのＮｂ₂Ｏ₅／ＳｉＯ₂の多層膜反射鏡を積層すれば、窒化物半導体発光素子としてのＧａＮ面発光レーザーが完成する。共振器長の厚みが高い精度で制御されているため、発光層の有する利得波長と共振器の共振波長が設計値通りの適切な関係で形成でき、再現性良く素子本来の性能を引き出すことが可能となる。

【0046】

窒化物半導体発光素子の製造方法は、ＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡１１を積層して形成する多層膜反射鏡積層工程と、多層膜反射鏡積層工程の実行後、ＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡１１の表面にＧａＮ共振器１２を積層する共振器積層工程と、共振器積層工程を実行しつつ、ＧａＮ共振器１２の反射率を計測する反射率計測工程とを備え、反射率計測工程において用いられる光の波長は、室温における多層膜反射鏡の反射中心波長、すなわち共振波長よりも長い。この構成によれば、窒化物半導体発光素子を積層して結晶成長させる際の成長温度では、窒化物半導体発光素子における共振波長が長波長化するため、反射率計測工程において用いられる光の波長を室温におけるＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡１１の共振波長（反射中心波長）よりも長くすることによって、窒化物半導体発光素子を結晶成長させつつ、結晶成長中のＧａＮ共振器１２の反射率を良好に測定することができる。

【0047】

共振器積層工程の実行中にＧａＮ共振器１２内に吸収領域Ａb1を積層する吸収領域積層工程を更に備え、吸収領域積層工程において積層される吸収領域Ａb1は、室温においては、室温におけるＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡１１の共振波長の光を吸収せず、成長温度においては、室温におけるＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡１１の共振波長よりも長波長の光を吸収する。この構成によれば、吸収領域Ａb1によって室温におけるＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡１１の共振波長よりも長波長の光を成長温度において吸収することができ、これによって、共振器積層工程を実行中、すなわち成長温度におけるＧａＮ共振器１２の反射率の変化量を大きくでき、共振器積層工程を実行中におけるＧａＮ共振器１２の共振波長での反射率の変化量を大きくして観測し易くできる。

【0048】

吸収領域積層工程を実行することによって、ＧａＮ共振器１２の全体を吸収領域Ａb1として設定する。この構成によれば、ＧａＮ共振器１２内の光を確実に吸収することができる。

【0049】

ＧａＮ共振器１２の全体を吸収領域Ａb1とする場合、吸収領域Ａb1における吸収係数αは、１００ｃｍ^－１以上、かつ３００００ｃｍ^－１以下である。この構成によれば、ＧａＮ共振器１２の反射率の変化量を１％以上の大きさにすることができる。

【0050】

＜実施例３＞
［共振器の一部で吸収させる場合］
ＧａＮ共振器１１２の一部で光を吸収する場合（図５（Ｂ）参照）として、室温での共振波長が５２０ｎｍの場合を検討する。具体的には、図９に示すように、多層膜反射鏡積層工程を実行して積層した４６ペアのＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡１１１の表面にＧａＮ共振器２１２を積層する。ＧａＮ共振器２１２は、共振波長の光を吸収しない４波長（共振状態に相当）の厚みを有している。そして、共振器積層工程の実行中において、吸収領域積層工程を実行することによって、ＧａＮ共振器２１２の積層方向の一部区間を共振波長の光を吸収する吸収領域Ａb2としてｎ－ＧａＩｎＮ吸収層２１２Ａを設ける。

【0051】

図９に示すように、ＧａＮ共振器２１２は、４波長の厚みのＧａＮ共振器２１２において、下端から上向きに１波長の位置に厚み方向の中心が一致するようにｎ－ＧａＩｎＮ吸収層２１２Ａを配置する。ｎ－ＧａＩｎＮ吸収層２１２Ａは、２つのｎ－ＧａＮ層２１２Ｂによって上下方向に挟まれている。上側のｎ－ＧａＮ層２１２Ｂの表面には、ＧａＩｎＮ量子井戸などで形成されたＧａＩｎＮ発光層２１２Ｃが積層されている。さらに、ＧａＩｎＮ発光層２１２Ｃの表面には、ｐ－ＧａＮ層２１２Ｄが積層されている。ＧａＩｎＮ発光層２１２Ｃは、ｎ－ＧａＮ層２１２Ｂ及びｐ－ＧａＮ層２１２Ｄに上下方向に挟まれているため、電流注入が可能である。また、ｎ－ＧａＩｎＮ吸収層２１２Ａは、Ｓｉなどが添加されてｎ型になっており、上記電流注入を妨げない。

【0052】

ｎ－ＧａＩｎＮ吸収層２１２Ａは、成長温度での共振波長の光を吸収し、室温での共振波長の光を吸収しないことが求められる。室温での共振波長を５２０ｎｍ、ＧａＮ共振器２１２の成長温度を１０００℃とすると、式１から成長温度での共振波長は、５２０ｎｍから１８ｎｍ長波長化して５３８ｎｍであることがわかる。ゆえに、ｎ－ＧａＩｎＮ吸収層２１２Ａは、成長温度において少なくとも共振波長がおよそ５４０ｎｍの光を十分に吸収する必要がある。ここで、室温におけるＧａＮの吸収端は、３７０ｎｍであり、成長温度では４３０ｎｍ近くまで（約６０ｎｍ程度）長波長化することは実施例２において述べたとおりである。

【0053】

ここで、成長温度において共振波長が５５０ｎｍの光を吸収するｎ－ＧａＩｎＮ吸収層２１２Ａに設定したとすると、室温における吸収端は４９０ｎｍとなり、室温での素子動作波長である５２０ｎｍよりも３０ｎｍと十分短波長であるため素子特性に大きな影響を与えない。このように、ｎ－ＧａＩｎＮ吸収層２１２Ａにおいて適切な吸収波長を選択してやればよい。ここでは、ｎ－ＧａＩｎＮ吸収層２１２Ａを吸収領域Ａb2として用いた。バンド間吸収が起こっているため、ｎ－ＧａＩｎＮ吸収層２１２Ａにおける吸収係数αは１０００００ｃｍ^－１である。

【0054】

ここで、ｎ－ＧａＩｎＮ吸収層２１２Ａにおいて必要十分な量の光を吸収させるために、ｎ－ＧａＩｎＮ吸収層２１２Ａの厚みをどの程度にするか決定することが重要である。ここで、ｎ－ＧａＩｎＮ吸収層２１２Ａの厚みを０．０１ｎｍ、０．１ｎｍ、１ｎｍ、及び１０ｎｍの４段階に変化させた反射率スペクトルの理論計算結果を図１０に示す。図１０に示すように、厚みが０．１ｎｍ以上で共振波長の反射率が１％以上低下することが判明した。１０ｎｍでは、反射率は５０％以下である３５％になり、反射率の変化を明瞭に観測できることがわかる。ただし、ＧａＩｎＮなど窒化物半導体の１原子層の厚み、すなわち、もっとも薄い層は０．３ｎｍである。これより薄い層は均一な膜にならない。また、ｎ－ＧａＩｎＮ吸収層２１２Ａの厚みを１０ｎｍよりも厚くすると、ｎ－ＧａＩｎＮ吸収層２１２Ａの格子不整合により結晶性悪化の懸念が生じる。よって、ＧａＮ共振器２１２の厚みを制御する目的で、ＧａＮ共振器２１２の厚み方向の一部のみに吸収領域Ａb2であるｎ－ＧａＩｎＮ吸収層２１２Ａを導入する場合、その積層方向の厚みは、０．３ｎｍ以上、且つ１０ｎｍ以下にするとよい。より好ましいｎ－ＧａＩｎＮ吸収層２１２Ａの厚みは、反射率が１０％以上変化する１ｎｍ以上、且つ１０ｎｍ以下である。

【0055】

反射率計測工程を実行して反射率の推移を測定しつつ、共振器積層工程を実行してＧａＮ共振器２１２を結晶成長させる。そして、ＧａＮ共振器２１２が所望の厚みになったところで共振器積層工程を終了して結晶成長を終了させる。こうして、ＧａＮ面発光レーザーの窒化物半導体層形成のためのエピタキシャル成長を終了する。そして、実施例２と同様に窒化物半導体発光素子としてのＧａＮ面発光レーザーの素子形成をする。素子形成の方法は実施例２と同様であるため、説明は省略する。

【0056】

吸収領域積層工程を実行することによって、ＧａＮ共振器２１２の積層方向の一部区間を吸収領域Ａb2として設定する。この構成によれば、ＧａＮ共振器２１２の一部区間を吸収領域Ａb2として設定すればよいため、吸収領域Ａb2を除いた部分のＧａＮ共振器２１２の構成を改変しなくて済む。

【0057】

吸収領域Ａb2における積層方向の厚みは、０．３ｎｍ以上、且つ１０ｎｍ以下である。この構成によれば、ＧａＮ共振器２１２の品質を保ちつつ、ＧａＮ共振器２１２の反射率の変化量を１％以上の大きさにすることができる。

【0058】

＜実施例４＞
［吸収領域が発光層を兼ねる場合］
ＧａＮ共振器１１２の一部で光を吸収する場合（図５（Ｂ）参照）の別の例として、窒化物半導体発光素子の発光層の量子井戸を用いる場合の一例を示す。具体的には、図１１に示すように、吸収領域Ａb2であるＧａＩｎＮ吸収層３１２Ａが発光層を兼ねる場合について検討した。室温での共振波長を５２０ｎｍに設定すると、ＧａＩｎＮ吸収層３１２Ａ（発光層）の発光波長は、５１０ｎｍ程度に設定される。この場合、ＧａＮ共振器３１２の成長温度である１０００℃のときには、吸収端は５７０ｎｍまで長波長化する。このため、式１から見積もられる成長温度における共振波長が５３８ｎｍの場合でも吸収領域Ａb2が光を吸収する。一般的に活性層（発光層）には、厚さ２ｎｍから３ｎｍの量子井戸を１から５個形成する。ゆえに、活性層には厚さとして、およそ２ｎｍから１５ｎｍの量子井戸が存在する。この量子井戸の厚みは、実施例３における吸収層の厚みの検討結果から、光を吸収するのに必要十分な厚みであることがわかる。ゆえに、式１を用いて成長温度での共振波長を見積もることができれば、ＧａＩｎＮ吸収層３１２Ａを発光層として兼ねることも可能である。

【0059】

ただし、発光層の最適構造と本発明の目的を達成するための最適構造が必ずしも一致しない場合があるため、いかなる場合においても吸収領域Ａb2が発光層を兼ねる構成が成立するとは限らない。また、この場合、図１１に示すように、発光層（ＧａＩｎＮ吸収層３１２Ａ）は、ＧａＮ共振器３１２の積層方向の上寄りに（ここでは、下から３波長、上から１波長の位置に厚み方向の中心が位置するように）配置されることが多い。詳しくは、発光層（ＧａＩｎＮ吸収層３１２Ａ）は、ｎ－ＧａＮ層３１２Ｂの表面に積層され、ｐ－ＧａＮ層３１２Ｃは発光層の表面に積層される。これはｐ層の抵抗がｎ層の抵抗より１００倍程度高いため、ｐ層の厚みを極力抑えて低抵抗化させるためである。

【0060】

この場合の成長温度における共振波長での反射率の推移を図１２に示す。図１２に示すように、発光層（ＧａＩｎＮ吸収層３１２Ａ）が形成されるまで（すなわち、ｎ－ＧａＮ層３１２Ｂの厚みが３波長分積層されるまで）反射率の明瞭な上下振動が観察されず、ＧａＮ共振器３１２の共振器長の途中経過がわからない。ＧａＩｎＮ吸収層３１２Ａ（発光層）の形成が終了すると、反射率が大きく振動し始め、その振動が測定装置で検出可能となり、所望の厚みでＧａＮ共振器３１２の形成を終了することが可能となる。

【0061】

そして、ＧａＮ共振器３１２の共振器長が所望の厚みになったところで結晶成長を終了させる。そして、実施例２と同様に窒化物半導体発光素子としてのＧａＮ面発光レーザーの素子形成をする。素子形成の方法は実施例２と同様であるため、説明は省略する。

【0062】

吸収領域Ａb2は、活性層である。この構成によれば、吸収領域Ａb2として活性層を利用できるので、吸収領域Ａb2を単独で設ける手間が省ける。

【0063】

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
（１）上記実施例３とは異なり、共振器内における吸収領域の数は、２つ以上であってもよい。
（２）上記実施例２とは異なり、多層膜反射鏡の反射中心波長に応じて、反射率計測工程において用いられる光の波長は、所望とする共振波長と、その成長温度に応じた値とすればよく、表１に示すシフト量の範囲に設定すればよい。具体的には、室温における多層膜反射鏡の反射中心波長、すなわち共振波長よりも１１．８ｎｍから２６．７ｎｍ大きければよい。つまり、反射率計測工程において用いられる光の波長は、室温におけるＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡の共振波長（反射中心波長）よりも１１．８ｎｍから２６．７ｎｍ大きい。この構成によれば、窒化物半導体発光素子から発光し得る波長（３７５ｎｍから６７５ｎｍ）における、室温から成長温度までの波長シフトの範囲をほぼカバーできる。ゆえに、室温における所望の共振波長を有する共振器を結晶成長している際の波長シフトを考慮した共振波長での反射率を測定することができる。
（３）多層膜反射鏡の材質は、実施例１から４に開示された材質と異なっていてもよい。
（４）実施例では、共振器長は１波長、あるいは４波長であったが、必要な素子特性に応じて最適な共振器長を選択しつつ、吸収領域の吸収量を調整すればよい。

【符号の説明】

【0064】

１１，１１１…ＡｌＩｎＮ／ＧａＮ多層膜反射鏡（多層膜反射鏡）
１２，１１２，２１２，３１２…ＧａＮ共振器（共振器）
３１２Ａ…ＧａＩｎＮ吸収層（活性層）
Ａb1，Ａb2…吸収領域
α…吸収係数

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】