(57)【要約】【課題】本発明は、共振器端面にダメージを与えずに表面のクリーニングを行い、瞬時光学損傷への耐性が維持された信頼性の高い窒化物半導体レーザを得ることを目的とする。【解決手段】この発明にかかる窒化物半導体レーザの製造方法は、窒化物半導体層を有する窒化物半導体レーザ２００の製造方法であって、（ａ）前記窒化物半導体層に、光出射側共振器端面２０，光反射側共振器端面２１を形成する工程と、（ｂ）窒素を含むガスを熱分解してラジカル化した雰囲気に、前記光出射側共振器端面２０，光反射側共振器端面２１を暴露する工程とを備える。【選択図】図２
2010225727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物半導体層を有する窒化物半導体レーザの製造方法であって、
（ａ）前記窒化物半導体層に、共振器端面を形成する工程と、
（ｂ）窒素を含むガスを熱分解してラジカル化した雰囲気に、前記共振器端面を暴露する工程と、
を備える窒化物半導体レーザの製造方法。
【請求項２】
前記工程（ｂ）は、ＣＶＤ装置を用いて行われ、
前記ＣＶＤ装置は、前記ガスを熱分解する分解部と、前記共振器端面を有する前記窒化物半導体層を保持する保持部とを備え、
前記保持部は前記分解部より低温に保たれる、
請求項１に記載の窒化物半導体レーザの製造方法。
【請求項３】
前記工程（ｂ）は、Ｃａｔ−ＣＶＤ法、または熱ＣＶＤ法を用いて前記ガスを熱分解し、ラジカル化する工程である、
請求項１または２に記載の窒化物半導体レーザの製造方法。
【請求項４】
前記工程（ｂ）は、アンモニアガスを熱分解する工程である、
請求項１〜３のいずれかに記載の窒化物半導体レーザの製造方法。
【請求項５】
前記工程（ｂ）は、窒素ガスを熱分解する工程である、
請求項１〜３のいずれかに記載の窒化物半導体レーザの製造方法。
【請求項６】
前記工程（ｂ）は、水素を含むガスを熱分解する工程である、
請求項１〜５のいずれかに記載の窒化物半導体レーザの製造方法。
【請求項７】
（ｃ）前記工程（ｂ）の後、前記共振器端面にコーティング膜を形成する工程をさらに備える、
請求項１〜６のいずれかに記載の窒化物半導体レーザの製造方法。
【請求項８】
前記工程（ｃ）は、前記コーティング膜として、シリコンまたはアルミニウムの窒化物の膜を形成する工程である、
請求項７に記載の窒化物半導体レーザの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体を用いて製造される窒化物半導体レーザの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の窒化物半導体レーザでは、へき開工程とコーティング膜形成工程との間に、不活性ガスからなるプラズマ雰囲気に共振器端面を暴露する暴露工程を有することにより、共振器端面の瞬時光学損傷による劣化を抑止していた。
【０００３】
例えば特許文献１では、共振器端面を不活性ガスのプラズマ雰囲気に暴露し、あるいは、真空中または不活性ガス雰囲気中において３０℃以上７００℃以下の温度で加熱を行い、共振器端面を不活性ガスのプラズマ雰囲気に暴露し、あるいは、共振器端面を３０℃以上７００℃以下の温度で不活性ガスのプラズマ雰囲気に暴露する。これらの処理後に共振器端面に端面コーティングを行う方法が提案されている。
【０００４】
また、特許文献２では、共振器端面を窒素ガスを含むガスのプラズマ雰囲気に暴露し、共振器端面での窒素の離脱を防止しつつ、共振器端面の汚染物等を除去する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３５０５３号公報
【特許文献２】特開２００７−１５０００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１，２においてプラズマ雰囲気に共振器端面を曝すことで表面のクリーニング効果が期待されるが、同時にダメージが与えられることで非発光再結合中心となる欠陥準位が形成されてしまう。その結果、瞬時光学損傷への耐性が低下するという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、共振器端面にダメージを与えずに表面のクリーニングを行い、瞬時光学損傷への耐性が維持された信頼性の高い窒化物半導体レーザを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明にかかる窒化物半導体レーザの製造方法は、窒化物半導体層を有する窒化物半導体レーザの製造方法であって、（ａ）前記窒化物半導体層に、共振器端面を形成する工程と、（ｂ）窒素を含むガスを熱分解してラジカル化した雰囲気に、前記共振器端面を暴露する工程とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、窒化物半導体層を有する窒化物半導体レーザの製造方法において、（ａ）前記窒化物半導体層に、共振器端面を形成する工程と、（ｂ）窒素を含むガスを熱分解してラジカル化した雰囲気に、前記共振器端面を暴露する工程とを備えることにより、共振器端面にダメージを与えずに表面のクリーニングができ、欠陥準位に起因する非発光再結合を抑止し、共振器端面の劣化を抑止することができる。よって、瞬時光学損傷への耐性が維持された信頼性の高い窒化物半導体レーザを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係窒化物半導体レーザの構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係窒化物半導体レーザの共振器に平行な方向における側面図である。
【図３】本発明の窒化物半導体レーザ装置の概略を示す構成図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るＣａｔ−ＣＶＤ（Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：触媒化学気相成長）装置を模式的に示す構成図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る熱ＣＶＤ装置を模式的に示す構成図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る熱ＣＶＤ装置を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜Ａ．実施の形態１＞
＜Ａ−１．構成＞
図１はこの発明の実施の形態１である窒化物化合物半導体を用いた半導体レーザ（半導体発光素子）の構造を示す断面図である。本実施の形態の半導体レーザは、リッジ構造及びＳＣＨ（Ｓｅｐａｒａｔｅ  Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ  Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ：分離閉じ込めヘテロ構造）構造を有する。
【００１２】
同図に示すように、実施の形態１の半導体レーザは、ＧａＮ基板１の一方主面であるＧａ面上にｎ型ＧａＮバッファ層２を形成している。ｎ型ＧａＮバッファ層２はＧａＮ基板１の一方主面の凹凸を低減し、その上層をできるだけ平坦に積層する目的のために用いられる。
【００１３】
ｎ型ＧａＮバッファ層２上に、Ａｌ組成比が０．０７のｎ型ＡｌＧａＮクラッド層３、Ａｌ組成比が０．０４５のｎ型ＡｌＧａＮクラッド層４、Ａｌ組成比が０．０１５のｎ型ＡｌＧａＮクラッド層５が順次積層される。さらに、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層５上にｎ型ＧａＮ光ガイド層６、ｎ型ＩｎＧａＮ−ＳＣＨ層７が順次積層される。ｎ型ＩｎＧａＮ−ＳＣＨ層７として例えばＩｎ組成比０．０２でアンドープの構成が考えられる。
【００１４】
そして、ｎ型ＩｎＧａＮ−ＳＣＨ層７上に活性層８が形成される。
【００１５】
さらに、活性層８上に、ｐ型ＩｎＧａＮ−ＳＣＨ層９、ｐ型ＡｌＧａＮ電子障壁層１０、ｐ型ＧａＮ光ガイド層１１の順に積層される。ｐ型ＩｎＧａＮ−ＳＣＨ層９として例えばＩｎ組成比０．０２でアンドープの構成が考えられ、ｐ型ＡｌＧａＮ電子障壁層１０として例えばＡｌ組成比０．２の構成が考えられる。
【００１６】
ｐ型ＧａＮ光ガイド層１１上にＡｌ組成比０．０７のｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１２が形成される。このｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１２は一部突出したリッジ構造を有している。
【００１７】
ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１２のリッジ構造上にｐ型ＧａＮコンタクト層１３が形成される。リッジ構造のｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１２及びｐ型ＧａＮコンタクト層１３によりリッジ１４が形成され、このリッジ１４は、ｐ型ＧａＮ光ガイド層１１上にｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１２及びｐ型ＧａＮコンタクト層１３を積層した後、例えば（１−１００）方向に向かってエッチング処理を施すことにより形成される。このリッジ１４はＧａＮ基板１上にストライプ状に形成された数μｍ〜数十μｍ幅の高転位領域の間にある低欠陥領域上に位置するように形成される。
【００１８】
また、ＧａＮ基板１の一方主面となるＧａ面とは反対側方向の他方主面となるＮ面には、ｎ型電極１８が形成される。このｎ型電極１８は例えばチタン（Ｔｉ）及びＡｕ膜を順次積層した構造となっている。
【００１９】
ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１２のリッジ構造の開口部１６以外の表面上、リッジ１４の側面に絶縁膜１５が形成され、ｐ型ＧａＮコンタクト層１３及び絶縁膜１５を覆ってｐ型電極１７が形成される。
【００２０】
ｎ型ＧａＮバッファ層２は膜厚が例えば１μｍで、ｎ型不純物として例えばシリコン（Ｓｉ）がドープされている。ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層３、４及び５それぞれの膜厚は例えば０．４μｍ、１．０μｍ及び０．３μｍであり、ｎ型不純物としては例えばＳｉがドープされている。
【００２１】
ｎ型ＩｎＧａＮ−ＳＣＨ層７及びｐ型ＩｎＧａＮ−ＳＣＨ層９は共に膜厚が３０ｎｍであり、２重量子井戸構造の活性層８は、例えばＩｎＧａＮウエル層の膜厚が５．０ｎｍ、ＩｎＧａＮバリア層の膜厚が８．０ｎｍであり、ｐ型ＡｌＧａＮ電子障壁層１０の膜厚は例えば２０ｎｍであり、ｐ型不純物として例えばマグネシウム（Ｍｇ）がドープされている。また、ｐ型ＧａＮ光ガイド層１１の膜厚は例えば１００ｎｍである。
【００２２】
ｐ側クラッド層としてのｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１２の膜厚は例えば５００ｎｍであり、ｐ型不純物として例えばＭｇがドープされている。ｐ型ＧａＮコンタクト層１３は膜厚が例えば２０ｎｍであり、ｐ型不純物として例えばＭｇがドープされている。
【００２３】
絶縁膜１５は膜厚が２００ｎｍのＳｉＯ2膜で形成され、ｐ型電極１７は例えばパラジウム（Ｐｄ）及び金（Ａｕ）膜を順次積層した構造となっている。
【００２４】
共振器は、例えばダイヤモンドスクライバにより、基板表面に傷を入れた後にへき開することにより形成し、共振器長は８００μｍである。
【００２５】
図２は、実施の形態１の窒化物半導体レーザの共振器に平行な方向における側面図である。なお、図１の活性層８，ｐ型電極ｌ１７，ｎ型電極１８以外の構成要素は図示を省略している。図２に示す半導体レーザバー２００は、図１において積層した多層構造の光出射側共振器端面２０に密着して低反射端面コート膜２２が形成され、また、もう一方の光反射側共振器端面２１に密着して高反射端面コート膜２３が形成される。
【００２６】
＜Ａ−２．製造方法＞
次に、低反射端面コート膜２２、高反射端面コート膜２３を成膜するまでについて、製造方法を説明していく。
【００２７】
へき開により共振器端面である光出射側共振器端面２０、光反射側共振器端面２１を形成された半導体レーザバー２００を、光出射側共振器端面２０が成膜面となるように冶具に固定し、Ｃａｔ−ＣＶＤ（Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：触媒化学気相成長）装置４０（図４）に導入する。原料ガスの分解は、Ｃａｔ−ＣＶＤ法を用いる。
【００２８】
図４はＣａｔ−ＣＶＤ装置４０を模式的に示す構成図である。
【００２９】
Ｃａｔ−ＣＶＤ装置４０は、原料ガスを過熱したタングステン等からなる、分解部としての触媒線４５に接触させたときに生じる分解作用を用いて原料ガスをラジカル化し、低温に保持した保持部である成膜面にラジカル化した分解種を輸送して膜を形成する装置であり、プラズマを用いないことから成膜面への原子衝突によるダメージがない特徴を持つ。
【００３０】
Ｃａｔ−ＣＶＤ装置４０は、成膜室４１と真空排気配管４３を介して接続された真空ポンプ４２から構成され、成膜室４１には、ガスを導入するガス導入管４４と、触媒線４５を加熱する電源である触媒線加熱用電源４９がさらに接続されている。
【００３１】
成膜室４１内においては、触媒線４５から距離をおいて保持部に含まれる保持台４６が設置され、保持台４６上に光反射側共振器端面２１が成膜面となるように、半導体レーザバー２００が保持部に含まれる成膜冶具４７に固定され、触媒線４５と保持台４６の間の所定距離にシャッター４８が設置されている。シャッター４８は、ガスのラジカル化反応が安定するまでは閉じた状態であり、反応が安定すると開放して、光反射側共振器端面２１がガス雰囲気に暴露される。
【００３２】
真空ポンプ４２により真空排気配管４３を介して排気を行った後、成膜室４１内にて光出射側共振器端面２０のクリーニング処理を行う。
【００３３】
触媒線と成膜面間距離は７０ｍｍとし、保持台４６に内蔵されたヒーターを用いて成膜表面温度を１００℃とする。続いて、ガス導入配管４４よりアンモニアガスを内圧が１０Ｐａとなるように導入し、触媒線４５に通電することで触媒線温度を１７００℃に６０秒間昇温する。なお、共振器端面の表面が高温になった場合、端面表面において窒素が脱離し欠陥準位を形成するため、端面表面は６００℃以下に保つことは望ましい。
【００３４】
これにより触媒線４５に触れた窒素を含むガスであるアンモニアガスは熱分解されてラジカル化し、ラジカル化した原子がドリフトして共振器端面である光出射側共振器端面２０が暴露されることで共振器端面の水分、自然酸化膜、汚染を除去する効果が得られる。ここで、アンモニアガスを用いることで、共振器端面における窒素の脱離を抑制できる。
【００３５】
なお、原料ガスとして窒素ガス、または窒素原子を含むガスを用いてもよい。
【００３６】
また、原料ガスとして、水素を添加してもよい。水素を添加することで、ラジカル化された水素原子の還元作用等により表面に付着したＳｉ、有機ケイ素化合物などがエッチングされるクリーニング効果がある。
【００３７】
続いてＣａｔ−ＣＶＤ装置内にて、共振器端面である光出射側共振器端面２０に対して、コーティング膜である低反射端面コート膜２２の形成を行う。原料ガスとしてＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｈ2を導入して内圧を５Ｐａとし、触媒線４５に通電することで触媒線温度を１７００℃とし、光出射側共振器端面２０上において低反射端面コート膜２２となる窒化シリコン膜を１３０ｎｍ形成する。
【００３８】
また、低反射端面コート膜２２は、窒化アルミニウム膜を用いてもよく、また、窒化シリコンあるいは窒化アルミニウム膜の上に、２層目以降に酸化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化シリコン、酸化タンタル、酸化チタン等を積層した誘電体多層膜としてもよい。
【００３９】
なお、酸化物を成膜する際には原料ガスとして酸素が必要となり、Ｃａｔ−ＣＶＤ装置では触媒線が燃焼してしまうため、２層目以降の低反射端面コート膜２２の形成には、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）スパッタ装置、電子ビーム蒸着装置、ＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＣＶＤ）装置、熱ＣＶＤ装置、ＲＦスパッタ装置を用いてもよい。
【００４０】
次に、光反射側共振器端面２１が成膜面となるように半導体レーザバー２００を冶具に固定し、光出射側共振器端面２０で行ったのと同様に、成膜表面温度１００℃、アンモニアガス１０Ｐａ、触媒線温度１７００℃として、６０秒間のＣａｔ−ＣＶＤ装置を用いたクリーニング処理を行う。続いてＣａｔ−ＣＶＤ装置内にて、高反射端面コート膜２３の形成を行う。原料ガスとしてＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｈ2、内圧５Ｐａ、触媒線温度１７００℃に設定し、光反射側共振器端面２１上に窒化シリコン膜１０ｎｍを形成する。または、窒化アルミニウムを形成してもよい。
【００４１】
続いて、２層目以降に屈折率の異なる２種類以上の誘電体から選択された多層誘電体膜を形成し、高反射端面コート膜２３を形成する。誘電膜としては、例えばアルミニウム、シリコン、タンタル、チタン、ニオブ、ジルコニウム、ハフニウム、亜鉛の酸化物、あるいは窒化物、あるいは酸窒化物などから選ばれる。例えば、酸化シリコン／酸化タンタルのペアをそれぞれ６８ｎｍ／４８ｎｍとして５ペア積層することで９５％の高反射率膜となる。
【００４２】
なお、２層目以降の高反射端面コート膜２３の形成には、ＥＣＲスパッタ装置、電子ビーム蒸着装置、ＰＥＣＶＤ装置、熱ＣＶＤ装置、ＲＦスパッタ装置を用いてもよい。
【００４３】
また、本実施例では低反射端面コート膜側、高反射端面コート膜側の順に形成しているが、逆順であってもよい。
【００４４】
以上のような製造方法により形成された半導体レーザバー２００は、チップごとに分割される。図３に示すように、レーザ素子３０は、ＡｌＮやＳｉＣからなるサブマウント３１上に固定され、さらにステム３２に取り付けられる。続いて、リードピン３５と配線３６をもってレーザ素子３０と電気的に接続する。そして、外部へ光を透過するガラス窓３４を有するキャップ３３により、気密封止される。パッケージ内には、酸素、窒素、不活性ガスなどが充填され、窒化物半導体レーザ装置となる。
【００４５】
＜Ａ−３．効果＞
この発明にかかる実施の形態１によれば、窒化物半導体層を有する窒化物半導体レーザの製造方法において、（ａ）窒化物半導体層に、光出射側共振器端面２０，光反射側共振器端面２１を形成する工程と、（ｂ）窒素を含むガスを熱分解してラジカル化した雰囲気に、光出射側共振器端面２０，光反射側共振器端面２１を暴露する工程とを備えることで、共振器端面である光出射側共振器端面２０，光反射側共振器端面２１にダメージを与えずにその表面のクリーニングができ、欠陥準位に起因する非発光再結合を抑止し、共振器端面の劣化を抑止することができる。よって、瞬時光学損傷への耐性が維持された信頼性の高い窒化物半導体レーザを得ることが可能となる。
【００４６】
また、この発明にかかる実施の形態１によれば、窒化物半導体レーザの製造方法において、（ｂ）窒素を含むガスを熱分解してラジカル化した雰囲気に、光出射側共振器端面２０、光反射側共振器端面２１を暴露する工程は、ＣＶＤ装置であるＣａｔ−ＣＶＤ装置４０を用いて行われ、Ｃａｔ−ＣＶＤ装置４０は、前記ガスを熱分解する分解部である触媒線４５と、光出射側共振器端面２０、光反射側共振器端面２１を有する窒化物半導体層を保持する保持部である保持台４６、成膜治具４７とを備え、保持台４６、成膜治具４７は触媒線４５より低温に保たれることで、プラズマを用いずに原料ガスをラジカル化することから、成膜面への原子衝突によるダメージがなく、また、保持台４６、成膜治具４７を６００℃以下である１００℃とし、高温になった場合に端面表面において窒素が脱離し欠陥準位を形成することを防ぐことができるため、共振器端面の劣化を抑止し、瞬時光学損傷への耐性が維持された信頼性の高い窒化物半導体レーザを得ることが可能となる。
【００４７】
また、この発明にかかる実施の形態１によれば、窒化物半導体レーザの製造方法において、（ｂ）窒素を含むガスを熱分解してラジカル化した雰囲気に、光出射側共振器端面２０、光反射側共振器端面２１を暴露する工程は、Ｃａｔ−ＣＶＤ法を用いて前記ガスを熱分解し、ラジカル化する工程であることで、プラズマを用いずに原料ガスをラジカル化することから、成膜面への原子衝突によるダメージがなく、共振器端面の劣化を抑止し、瞬時光学損傷への耐性が維持された信頼性の高い窒化物半導体レーザを得ることが可能となる。
【００４８】
また、この発明にかかる実施の形態１によれば、窒化物半導体レーザの製造方法において、（ｂ）窒素を含むガスを熱分解してラジカル化した雰囲気に、光出射側共振器端面２０、光反射側共振器端面２１を暴露する工程は、アンモニアガスを熱分解する工程であることで、窒素が脱離し欠陥準位を形成することを抑制することができるため、共振器端面の劣化を抑止し、瞬時光学損傷への耐性が維持された信頼性の高い窒化物半導体レーザを得ることが可能となる。
【００４９】
また、この発明にかかる実施の形態１によれば、窒化物半導体レーザの製造方法において、（ｂ）窒素を含むガスを熱分解してラジカル化した雰囲気に、光出射側共振器端面２０、光反射側共振器端面２１を暴露する工程は、窒素ガスを熱分解する工程であることで、窒素が脱離し欠陥準位を形成することを抑制することができるため、共振器端面の劣化を抑止し、瞬時光学損傷への耐性が維持された信頼性の高い窒化物半導体レーザを得ることが可能となる。
【００５０】
また、この発明にかかる実施の形態１によれば、窒化物半導体レーザの製造方法において、（ｂ）窒素を含むガスを熱分解してラジカル化した雰囲気に、光出射側共振器端面２０、光反射側共振器端面２１を暴露する工程は、水素を含むガスを熱分解する工程であることで、共振器端面の劣化を抑止し表面をクリーニングでき、瞬時光学損傷への耐性が維持された信頼性の高い窒化物半導体レーザを得ることが可能となる。
【００５１】
また、この発明にかかる実施の形態１によれば、窒化物半導体レーザの製造方法において、（ｂ）窒素を含むガスを熱分解してラジカル化した雰囲気に、光出射側共振器端面２０、光反射側共振器端面２１を暴露する工程の後、光出射側共振器端面２０、光反射側共振器端面２１にコーティング膜である低反射端面コート膜２２，高反射端面コート膜２３を形成する工程（ｃ）をさらに備えることで、共振器端面の劣化を抑止し、瞬時光学損傷への耐性が維持された信頼性の高い窒化物半導体レーザを得ることが可能となる。
【００５２】
また、この発明にかかる実施の形態１によれば、窒化物半導体レーザの製造方法において、（ｂ）窒素を含むガスを熱分解してラジカル化した雰囲気に、光出射側共振器端面２０、光反射側共振器端面２１を暴露する工程の後、光出射側共振器端面２０、光反射側共振器端面２１にコーティング膜である低反射端面コート膜２２，高反射端面コート膜２３を形成する工程（ｃ）は、低反射端面コート膜２２，高反射端面コート膜２３として、シリコンまたはアルミニウムの窒化物の膜を形成する工程であることで、共振器端面の劣化を抑止し、瞬時光学損傷への耐性が維持された信頼性の高い窒化物半導体レーザを得ることが可能となる。
【００５３】
＜Ｂ．実施の形態２＞
＜Ｂ−１．製造方法＞
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２では、共振器端面である光出射側共振器端面２０、光反射側共振器端面２１へのクリーニング処理を行う際に、熱ＣＶＤ装置を用いる点が実施の形態１と異なる。原料ガスの分解は熱ＣＶＤ法により行われる。
【００５４】
図５は熱ＣＶＤ装置を模式的に示す構成図であり、図６は熱ＣＶＤ装置を模式的に示す斜視図である。
【００５５】
クリーニング処理を行う際、共振器端面の温度が高温になった場合には端面表面において窒素が脱離し欠陥準位を形成するため、６００℃以下の温度に保つことが好ましい。したがって、熱ＣＶＤ装置はガス供給配管５５と、ガス供給配管に接続される石英管５０と、石英管の前段部分と後段部分についてそれぞれ温度調整できるヒーター５１、５２とを備え、石英管は前段部分にヒーターにより供給ガスを熱分解しラジカル化する分解室５７と、後段部分に、保持台５４と保持台５４上に設置された成膜冶具５３が配置される成長室５８とを有することが好ましい。後段部分の下流部には、排気系配管５６が接続されている。
【００５６】
この構成により、高温に保持された分解室で原料ガスを分解しラジカル化し、低温に保持した成長室５８にセットされたレーザバーにクリーニング処理を行うことが出来る。
【００５７】
へき開により形成された半導体レーザバー２００を、光出射側共振器端面２０が成膜面となるように冶具に固定し、熱ＣＶＤ装置に導入したのち、真空ポンプにより排気を行う。
【００５８】
続いて、ヒーター５１、５２により石英管の加熱を行い、分解部としての分解室５７の温度を８００℃、保持部としての成長室５８の温度を分解室５７より低温である３００℃とした後、ガス供給配管５５よりアンモニアガスを分解室５７に流量１００ｓｃｃｍで導入し、光出射側共振器端面２０に対して熱分解しラジカル化されたアンモニアガスによる暴露工程を１８０秒間行う。これによって、共振器端面の水分、汚染を除去する効果が得られる。
【００５９】
なお、原料ガスとして窒素ガス、または窒素原子を含むガスを用いてもよい。
【００６０】
また、原料ガスとして、水素を添加してもよい。
【００６１】
続いて、分解室５７の温度を８００℃、成長室５８の温度を６００℃とした後、ＳｉＨ2Ｃｌ2、ＮＨ3を内圧３０Ｐａとなるように導入し、低反射端面コート膜２２となる窒化シリコン膜の形成を行う。
【００６２】
また、低反射端面コート膜２２は、窒化アルミニウム膜を用いてもよく、また、窒化シリコンあるいは窒化アルミニウムの上に、２層目以降に酸化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化シリコン、酸化タンタル、酸化チタン等を積層した誘電体多層膜としてもよい。
【００６３】
なお、２層目以降の低反射端面コート膜２２の形成には、ＥＣＲスパッタ装置、電子ビーム蒸着装置、ＰＥＣＶＤ装置、ＲＦスパッタ装置を用いてもよい。
【００６４】
次に、光反射側共振器端面２１が成膜面となるように半導体レーザバー２００を冶具に固定し、光出射側共振器端面２０で行ったのと同様の手順にて、熱ＣＶＤ装置を用いたクリーニング処理を行う。続いて、熱ＣＶＤ装置内にて、高反射端面コート膜２３の１層目となる窒化シリコン１０ｎｍの形成を行う。または、窒化アルミニウムを形成してもよい。
【００６５】
続いて、２層目以降に屈折率の異なる２種類以上の誘電体から選択された多層誘電体膜を形成し、高反射端面コート膜２３を形成する。
【００６６】
なお、２層目以降の高反射端面コート膜２３の形成には、ＥＣＲスパッタ装置、電子ビーム蒸着装置、ＰＥＣＶＤ装置、熱ＣＶＤ装置、ＲＦスパッタ装置を用いてもよい。
【００６７】
＜Ｂ−２．効果＞
この発明にかかる実施の形態２によれば、窒化物半導体レーザの製造方法において、（ｂ）窒素を含むガスを熱分解してラジカル化した雰囲気に、光出射側共振器端面２０、光反射側共振器端面２１を暴露する工程は、ＣＶＤ装置である熱ＣＶＤ装置を用いて行われ、熱ＣＶＤ装置は、前記ガスを熱分解する分解部である分解室５７と、光出射側共振器端面２０、光反射側共振器端面２１を有する窒化物半導体層を保持する保持部である成長室５８とを備え、成長室５８は分解室５７より低温に保たれることで、プラズマを用いずに原料ガスをラジカル化することから、成膜面への原子衝突によるダメージがなく、また、成長室５８を６００℃以下である３００℃とし、高温になった場合に端面表面において窒素が脱離し欠陥準位を形成することを防ぐことができるため、共振器端面の劣化を抑止し、瞬時光学損傷への耐性が維持された信頼性の高い窒化物半導体レーザを得ることが可能となる。
【００６８】
また、この発明にかかる実施の形態２によれば、窒化物半導体レーザの製造方法において、（ｂ）窒素を含むガスを熱分解してラジカル化した雰囲気に、光出射側共振器端面２０、光反射側共振器端面２１を暴露する工程は、熱ＣＶＤ法を用いて前記ガスを熱分解し、ラジカル化する工程であることで、プラズマを用いずに原料ガスをラジカル化することから、成膜面への原子衝突によるダメージがなく、共振器端面の劣化を抑止し、瞬時光学損傷への耐性が維持された信頼性の高い窒化物半導体レーザを得ることが可能となる。
【００６９】
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１  ＧａＮ基板、２  ｎ型ＧａＮバッファ層、３〜５  ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層、６  ｎ型ＧａＮ光ガイド層、７  ｎ型ＩｎＧａＮ−ＳＣＨ層、８  活性層、９  ｐ型ＩｎＧａＮ−ＳＣＨ層、１０  ｐ型ＡｌＧａＮ電子障壁層、１１  ｐ型ＧａＮ光ガイド層、１２  ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、１３  ｐ型ＧａＮコンタクト層、１４  リッジ、１５  絶縁膜、１６  開口部、１７  ｐ型電極、１８  ｎ型電極、２０  光出射側共振器端面、２１  光反射側共振器端面、２２  低反射端面コート膜、２３  高反射端面コート膜、３０  窒化物半導体レーザ素子、３１  サブマウント、３２  ステム、３３  キャップ、３４  ガラス窓、３５  リードピン、３６  配線、４０  Ｃａｔ−ＣＶＤ装置、４１  成膜室、４２  真空ポンプ、４３  真空排気配管、４４  ガス導入配管、４５  触媒線、４６，５４  保持台、４７，５３  成膜冶具、４８  シャッター、４９  触媒線加熱用電源、５０  石英管、５１  分解室用ヒーター、５２  成長室用ヒーター、５５  ガス供給配管、５６  排気系配管、５７  分解室、５８  成長室、２００  半導体レーザバー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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