(57)【要約】【課題】気密性の低いパッケージを採用した場合であっても、レーザ光の出射側の端面が汚染されてレーザ特性が低下することを防止できる半導体レーザ素子を提供する。【解決手段】窒化物半導体レーザ素子１０は基板１０１上に形成したｎ型クラッド層１０３、活性層１０５及びｐ型クラッド層１０８を含む複数の半導体層と、ｐ側電極１１２及びｎ側電極１１３と、ストライプ状導波路であるリッジ部１１０と、半導体層の端部に形成された半導体層の積層方向と平行をなす光の出射側の端面１３０Ａ及び反射側の端面１３０Ｈと、それら２箇所の端面１３０Ａ、１３０Ｈ各々に設けた誘電体からなる第一端面コート１２０、１２１と、出射側の端面１３０Ａの第一端面コート１２０上に設けられるとともにｐ側電極１１２及びｎ側電極１１３の双方に電気的に接続された導電性を有する第二端面コート１２２と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成した少なくともｎ型クラッド層、活性層及びｐ型クラッド層からなる複数の半導体層と、アノード及びカソードの各電極と、ストライプ状導波路と、を有する半導体レーザ素子であって、
前記半導体層の端部に形成された前記半導体層の積層方向と平行をなす光の出射側及び反射側の２箇所の端面と、
前記２箇所の端面各々に設けた誘電体からなる第一端面コートと、
少なくとも一方の前記端面の前記第一端面コート上に設けられるとともに前記アノード端子及び前記カソード端子の双方に電気的に接続された導電性を有する第二端面コートと、
を備えることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記ストライプ状導波路の両側に、０．０５μｍ以上０．２μｍ以下の厚さのｐ型クラッド層を備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記第二端面コートは、貴金属、高融点金属からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記第二端面コートは、導電性酸化物からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記第二端面コートは、レーザ発振する前の半導体レーザ素子の電流−電圧特性における立ち上り電圧より小さい電圧において半導体レーザの微分抵抗値よりも小さく、またレーザ発振した後の立ち上り電圧より大きい電圧において半導体レーザの微分抵抗値よりも大きい抵抗値を有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項６】
基板上に形成した少なくともｎ型クラッド層、活性層及びｐ型クラッド層からなる複数の半導体層と、前記ｎ型クラッド層側に設けたｎ側電極と、ｐ型クラッド層側に設けたｐ側電極と、ｐ型クラッド層側に設けたストライプ状導波路と、を有する窒化物半導体レーザ素子であって、
前記半導体層の端部に形成された前記半導体層の積層方向と平行をなす光の出射側及び反射側の２箇所の端面と、
前記２箇所の端面各々に設けた誘電体からなる第一端面コートと、
前記出射側の端面の前記第一端面コート上に設けられるとともに前記ｎ側電極または前記ｐ側電極のいずれか一方と電気的に接続された導電性を有する第二端面コートと、
を備えることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項７】
前記ストライプ状導波路の両側に、０．０５μｍ以上０．２μｍ以下の厚さのｐ型クラッド層を備えることを特徴とする請求項６に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項８】
前記第二端面コートは、貴金属、高融点金属からなることを特徴とする請求項６に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項９】
前記第二端面コートは、導電性酸化物からなることを特徴とする請求項６に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１０】
前記第二端面コートは、レーザ発振する前の半導体レーザ素子の電流−電圧特性における立ち上り電圧より小さい電圧において半導体レーザの微分抵抗値よりも小さく、またレーザ発振した後の立ち上り電圧より大きい電圧において半導体レーザの微分抵抗値よりも大きい抵抗値を有することを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれか１項に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１１】
基板上に形成した少なくともｎ型クラッド層、活性層及びｐ型クラッド層からなる複数の半導体層と、前記ｎ型クラッド層側に設けたｎ側電極と、ｐ型クラッド層側に設けたｐ側電極と、ｐ型クラッド層側に設けたストライプ状導波路と、を有する窒化物半導体レーザ素子を実装した窒化物半導体レーザデバイスであって、
窒化物半導体レーザデバイスの外部から前記ｎ側電極及び前記ｐ側電極に電力を供給する電力供給部と、
前記半導体層の端部に形成された前記半導体層の積層方向と平行をなす光の出射側及び反射側の２箇所の端面と、
前記２箇所の端面各々に設けた誘電体からなる第一端面コートと、
前記出射側の端面の前記第一端面コート上に設けられるとともに前記電力供給部に電気的に接続された導電性を有する第二端面コートと、
を備えることを特徴とする窒化物半導体レーザデバイス。
【請求項１２】
前記ストライプ状導波路の両側に、０．０５μｍ以上０．２μｍ以下の厚さのｐ型クラッド層を備えることを特徴とする請求項１１に記載の窒化物半導体レーザデバイス。
【請求項１３】
前記第二端面コートは、貴金属、高融点金属からなることを特徴とする請求項１１に記載の窒化物半導体レーザデバイス。
【請求項１４】
前記第二端面コートは、導電性酸化物からなることを特徴とする請求項１１に記載の窒化物半導体レーザデバイス。
【請求項１５】
前記第二端面コートは、レーザ発振する前の半導体レーザ素子の電流−電圧特性における立ち上り電圧より小さい電圧において半導体レーザの微分抵抗値よりも小さく、またレーザ発振した後の立ち上り電圧より大きい電圧において半導体レーザの微分抵抗値よりも大きい抵抗値を有することを特徴とする請求項１１〜請求項１４のいずれか１項に記載の窒化物半導体レーザデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ素子、窒化物半導体レーザ素子及び窒化物半導体レーザデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＩＩ族元素であるＡｌ、ＧａまたはＩｎ等と、Ｖ族元素であるＮとの化合物である窒化物半導体はそのバンド構造や化学的安定性から発光素子やパワーデバイスなどの半導体材料として期待され、種々の応用が試みられてきた。これらの用途のうち、光ディスクドライブなどの光学式情報記録装置の光源として用いられる窒化物系半導体レーザ素子は、近年ＧａＮ基板の採用や結晶成長技術の向上、素子構造の工夫やウェハプロセス技術の改善などにより信頼性が確保され、商品として市場を形成するに至っている。
【０００３】
窒化物系半導体レーザ素子の現在の大きな課題は歩留の改善や製造工数の低減など、コスト削減である。さらに、窒化物系半導体レーザ素子はその駆動に従って雰囲気に残存する汚染物質がレーザ光の出射側の端面に付着し、レーザ特性が低下するという問題がある。このことから、安価なフレーム等のパッケージを採用してレーザチップを封止することなくレーザデバイスの形にすることが難しいという問題があった。
【０００４】
このような原因を引き起こす汚染物質としては、駆動雰囲気中に存在する炭化水素化合物が挙げられる。炭化水素化合物がレーザ光および熱により重合或いは分解されてレーザ光の出射側の端面に付着することが考えられる。この問題を解決するために種々の方法が提案され、その例が従来技術として特許文献１及び２に開示されている。
【０００５】
特許文献１に記載された半導体レーザは、半導体レーザが収容されて気密シールされた容器内に少なくとも１００ｐｐｍの酸素含有量のガス媒体を充填している。これにより、炭化水素系ガスの光分解による半導体レーザ素子端面への炭化水素系化合物の付着を防止している。
【０００６】
特許文献２に記載された紫外線を照射する光学系は、光学部品に４００ｎｍ 以下の紫外線を照射する光学系であって、その光学部品の雰囲気を炭化水素化合物分が０．１％以下の気体としている。これにより、炭化水素化合物の光分解による光学部品への炭化水素系化合物の堆積を防止でき、出力の低下を防止できる。
【０００７】
なお、特許文献３については後述する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３４５２２１４号公報
【特許文献２】特開平１１−１６７１３２号公報
【特許文献３】特開２００９−０２１５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の半導体レーザ素子はいずれもレーザチップを収容したパッケージ内に所望の気体を封入する必要がある。これにより、気密性の高いパッケージを採用しなければならない。半導体レーザ素子のパッケージは金属とガラス等の複合素材であってパッケージ自体が高価である。さらに、パッケージ内への所望の気体の封入には非常に注意を要するため製造装置も高価となり、且つ検査が必要であることから製造工数も増加してしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、気密性の低い樹脂フレーム等のパッケージを採用した場合であっても、レーザ光の出射側の端面が汚染されてレーザ特性が低下することを防止することが可能な半導体レーザ素子、窒化物半導体レーザ素子及び窒化物半導体レーザデバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明は、基板上に形成した少なくともｎ型クラッド層、活性層及びｐ型クラッド層からなる複数の半導体層と、アノード及びカソードの各電極と、ストライプ状導波路と、を有する半導体レーザ素子であって、前記半導体層の端部に形成された前記半導体層の積層方向と平行をなす光の出射側及び反射側の２箇所の端面と、前記２箇所の端面各々に設けた誘電体からなる第一端面コートと、少なくとも一方の前記端面の前記第一端面コート上に設けられるとともに前記アノード端子及び前記カソード端子の双方に電気的に接続された導電性を有する第二端面コートと、を備えることを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、基板上に形成した少なくともｎ型クラッド層、活性層及びｐ型クラッド層からなる複数の半導体層と、前記ｎ型クラッド層側に設けたｎ側電極と、ｐ型クラッド層側に設けたｐ側電極と、ｐ型クラッド層側に設けたストライプ状導波路と、を有する窒化物半導体レーザ素子であって、前記半導体層の端部に形成された前記半導体層の積層方向と平行をなす光の出射側及び反射側の２箇所の端面と、前記２箇所の端面各々に設けた誘電体からなる第一端面コートと、前記出射側の端面の前記第一端面コート上に設けられるとともに前記ｎ側電極または前記ｐ側電極のいずれか一方と電気的に接続された導電性を有する第二端面コートと、を備えることを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、基板上に形成した少なくともｎ型クラッド層、活性層及びｐ型クラッド層からなる複数の半導体層と、前記ｎ型クラッド層側に設けたｎ側電極と、ｐ型クラッド層側に設けたｐ側電極と、ｐ型クラッド層側に設けたストライプ状導波路と、を有する窒化物半導体レーザ素子を実装した窒化物半導体レーザデバイスであって、窒化物半導体レーザデバイスの外部から前記ｎ側電極及び前記ｐ側電極に電力を供給する電力供給部と、前記半導体層の端部に形成された前記半導体層の積層方向と平行をなす光の出射側及び反射側の２箇所の端面と、前記２箇所の端面各々に設けた誘電体からなる第一端面コートと、前記出射側の端面の前記第一端面コート上に設けられるとともに前記電力供給部に電気的に接続された導電性を有する第二端面コートと、を備えることを特徴としている。
【００１４】
また、上記構成において、前記ストライプ状導波路の両側に、０．０５μｍ以上０．２μｍ以下の厚さのｐ型クラッド層を備えることを特徴としている。
【００１５】
また、上記構成において、前記第二端面コートは、貴金属、高融点金属、若しくは導電性酸化物からなることを特徴としている。
【００１６】
また、上記構成において、前記第二端面コートは、レーザ発振する前の半導体レーザ素子の電流−電圧特性における立ち上り電圧より小さい電圧において半導体レーザの微分抵抗値よりも小さく、またレーザ発振した後の立ち上り電圧より大きい電圧において半導体レーザの微分抵抗値よりも大きい抵抗値を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の構成によれば、半導体レーザ素子の端面のコーティングの設計を工夫することにより、その端面の有機珪素化合物や炭化水素化合物による汚染を防止できる。したがって、半導体レーザ素子の駆動環境に汚染源があったとしても、気密封止することなく長寿命且つ信頼性の高い半導体レーザ素子、窒化物半導体レーザ素子及び窒化物半導体レーザデバイスを安価に提供することができる。また、静電破壊に強く、歩留の高い半導体レーザ素子、窒化物半導体レーザ素子及び窒化物半導体レーザデバイスを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体レーザ素子の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る半導体レーザ素子のレーザ光の導波方向と平行をなす断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る半導体レーザ素子を備えた半導体レーザデバイスの外観斜視図であって、キャップを外した状態を示すものである。
【図４】本発明の実施形態に係る半導体レーザ素子を備えた半導体レーザデバイスの外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明を実施するに先立ち、光ストレージ用の４０５ｎｍ帯のシングルモード窒化物半導体レーザ素子について、気密封止せずに長時間駆動させた後のレーザ光の出射側の端面を調べたところ、珪素を含む物質の付着と思われる汚染が確認できた。一方、ＤＶＤ等に用いられる６６０ｎｍ帯のシングルモードレーザ素子ではこのような汚染は確認できなかった。
【００２０】
このことから、珪素を含む原因物質としてはシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）、シラノール基（−Ｓｉ−ＯＨ）等の珪素を含有した有機ケイ素化合物が考えられる。そして、これら有機珪素化合物と４０５ｎｍといった短波長のレーザ光との光化学反応により汚染が発生するものと考えられる。すなわち、ガス状の原因物質が半導体レーザ素子の端面に吸着して再び離脱する前に光化学反応による分解が行われて固体化し、最後に安定な物質へと変質するといった流れで汚染が蓄積するメカニズムが考えられる。
【００２１】
一方、レーザ光の出射側の端面を保護するコーティングの上にＰｔやＰｄ等の貴金属が存在すると、珪素化合物の付着を抑制する効果があることが発明者らのグループによる検討で明らかになっている（特許文献３参照）。この理由は明らかではないものの、汚染メカニズムに鑑みると、モデルとして以下のような現象が一つ乃至複数同時に生じていることが考えられる。すなわち、ガス状の原因物質の吸着が阻害される、吸着したガス分子の離脱が早まる、ガス分子の分解が妨げられる、安定物質への変質を阻害する、といったことである。
【００２２】
本発明は上記モデルのうち、原因物質の吸着阻害および原因物質の離脱促進を目的としてなされたものであり、レーザ光の出射側の端面に意図的に発熱を生じさせることによりその端面への珪素化合物の付着を抑制することを実現するものである。
【００２３】
以下、本発明の実施形態に係る半導体レーザ素子について、図１〜図４に基づき説明する。図１は半導体レーザ素子の斜視図、図２は半導体レーザ素子のレーザ光の導波方向と平行をなす断面図、図３は半導体レーザ素子を備えた半導体レーザデバイスの外観斜視図であって、キャップを外した状態を示すもの、図４は半導体レーザデバイスの外観斜視図である。なお、ここでは、本発明の半導体レーザ素子の一例としての窒化物半導体レーザ素子を掲げて説明するものとする。
【００２４】
窒化物半導体レーザ素子１０は、図１に示すように基板１０１の第一主面上に、ｎ型調整層１０２、ｎ型クラッド層１０３、ｎ型ガイド層１０４、多重量子井戸層構造を有するノンドープ活性層１０５、ノンドープ中間層１０６、蒸発防止層１０７、ｐ型クラッド層１０８、ｐ型コンタクト層１０９からなる半導体層が順にＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法などのエピタキシャル成長により形成される。
【００２５】
ここで、基板１０１は導電性のあるｎ−ＧａＮ基板やＳｉＣ基板、サファイア等の絶縁性基板等を使用することができる。また、基板１０１の上にエピタキシャル成長される窒化物系半導体の各層については、その厚さや組成等について所望の特性に合うものを適宜組み合わせることができる。
【００２６】
これらの層のうち、ｎ型バッファ層１０２はｎ型クラッド層１０３よりもＡｌ成分が少ない方が好ましい。これは、基板１０１に微小な凹凸があった場合、Ａｌ成分が少ない方がその凹凸を埋め込む（平坦化する）機能が高いためである。なお、ｎ型バッファ層１０２はＡｌを含んでいなくてもよい。
【００２７】
活性層１０５は所望の発振波長が得られるように組成およびその厚さを調整することができる。
【００２８】
さらに、ｐ型コンタクト層１０９と、ｐ型クラッド層１０８の凸部とを含むストライプ状（細長状）のリッジ部１１０が通常のドライエッチング等で形成される。リッジ部１１０の側面は埋め込み層１１１により埋め込まれている。このような構成により、水平および垂直横モードの光の閉じ込めを行うことができる。すなわち、リッジ部１１０の下方に位置する活性層１０５を中心として、ストライプ状に光が閉じ込められて導波路となる。
【００２９】
リッジ部１１０はその両脇のｐ型クラッド層１０８の厚さが蒸発防止層１０７の下面からｐ型クラッド層１０８の層厚方向（図１における上方向）に０．０５μｍ〜０．２μｍの範囲に入っているように形成することが好ましい。ｐ型クラッド層１０８の厚さを０．０５μｍよりも薄くすると、後述するサージ等での破壊レベルが低下する危険性が高まり、信頼性を確保するのに不適である。また、ｐ型クラッド層１０８の厚さを０．２μｍよりも厚くすると、発振閾値が非常に増加する上、レーザのファーフィールドパターン（ＦＦＰ）等の光学特性を制御することが難しくなるため好ましくない。
【００３０】
埋め込み層１１１は絶縁性を有するものであればその材質に制限はなく、ＳｉＯ2やＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2などを使用することができる。
【００３１】
リッジ部１１０の上では、ｐ型コンタクト層１０９に接した第一ｐ側電極１１２ａがレーザ光の出射側の端面１３０Ａにまで伸長している。第一ｐ側電極１１２ａ及びリッジ部１１０の上であって、レーザ光の出射側の端面１３０Ａから導波方向に沿って離れた位置には第一ｐ側電極１１２ａに電力を供給するための大面積の第二ｐ側電極（ｐ側パッド電極）１１２ｂが形成されている。基板１０１の裏面にはｎ側電極１１３（カソード）が形成され、窒化物半導体レーザ素子１０に電力供給を行うことができるようになっている。なお、この説明において、特に限定が必要な場合を除き、第一ｐ側電極１１２ａ及び第二ｐ側電極１１２ｂを総じてｐ側電極１１２（アノード）と称することがある。
【００３２】
第一ｐ側電極１１２ａにはｐ−ＧａＮに対してオーム性電極となる材料として、仕事関数の大きなＮｉやＰｄ、Ｐｔ、Ａｕといった金属を使用すれば良い。
【００３３】
第二ｐ側電極１１２ｂは外部から第一ｐ側電極１１２ａへの電力供給を行うためのものであり、Ｔｉ／ＡｕやＭｏ／Ａｕなど、ワイヤボンド性等も考慮して適宜材料を組み合わせて構成すれば良い。
【００３４】
窒化物系半導体レーザ素子１０の出射側のミラー面（端面１３０Ａ）及び反射側のミラー面（端面１３０Ｈ）には、図２に示すようにそれぞれ誘電体からなる第一端面コート１２０、１２１が設けられる。第一端面コート１２０、１２１はＡｌＮ、ＡｌＯＮ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3などから選ばれる単一のまたは複数の積層構造であり、ミラー面の反射率が適宜調整される。第一端面コート１２０、１２１のうち、第一端面コート１２０の表面には導電性の第二端面コート１２２がさらに設けられる。第二端面コート１２２は第一ｐ側電極１１２ａ若しくは第二ｐ側電極１１２ｂのいずれか、またはｎ側電極１１３の少なくとも一方と電気的に接続している。
【００３５】
第一端面コート１２０、１２１及び第二端面コート１２２は第二ｐ側電極１１２ｂまで完成したウェハーを研削、研磨等により厚さを調整し、裏面にｎ側電極１１３を形成した後、バー状に劈開することで形成される切り出し面（ミラー面）に設ければ良い。ウェハーはリッジ部１１０の長手方向に沿って複数に劈開して分割される。すなわち、出射側のミラー面（端面１３０Ａ）及び反射側のミラー面（端面１３０Ｈ）は半導体層の積層方向と平行をなし、リッジ部１１０の長手方向に対して垂直をなす方向に沿って延びる平面として形成される。一般には、反射側のミラー面（端面１３０Ｈ）の反射率に比較して出射側のミラー面（端面１３０Ａ）の反射率を低くするが、目的によっては実質的に同じ或いは出射側のミラー面（端面１３０Ａ）の反射率を大きくすることも考えられる。
【００３６】
第一端面コート１２０、１２１及び第二端面コート１２２まで形成したバーはリッジ部１１０の長手方向と直角をなす方向に沿って複数にチップ分割される。これにより、窒化物半導体レーザ素子１０が完成する。
【００３７】
窒化物半導体レーザ素子１０は、例えば図３に示すように窒化物半導体レーザデバイス２００のサブマウント２０２上に半田２０３を用いてマウントする。半田２０３は窒化物半導体レーザデバイス２００の外部からｎ側電極１１３に電力を供給する電力供給部のひとつである。半田２０３としてはＡｕＳｎ、ＳｎＡｇＳｕなどを用いることができる。
【００３８】
続いて、窒化物半導体レーザ素子１０をマウントしたサブマウント２０２をＡｕＳｎなどの半田（不図示）を用いてマウント２０６を介してステム２０１上にマウントする。また、フォトダイオード２１０をステム２０１の、窒化物半導体レーザ素子１０の反射側のミラー面（端面１３０Ｈ）側から出射される光が当たる面上にＡｕＳｎなどの半田（不図示）を用いてマウントする。
【００３９】
続いて、Ａｕワイヤからなる配線２０５を用いて、窒化物半導体レーザ素子１０の第二ｐ側電極１１２ｂとステム２０１のピン２０４とを結線し、サブマウント２０２とマウント２０６とを結線し、フォトダイオード２１０とピン２１１とを結線する。配線２０５は窒化物半導体レーザデバイス２００の外部からｐ側電極１１２ｂに電力を供給する電力供給部のひとつである。
【００４０】
そして、図４に示すように、窒化物半導体レーザ素子１０がマウントされた部分をガラス窓２０９が設けられたキャップ２０８で乾燥空気とともに封止する。これにより、窒化物半導体レーザデバイス２００が完成する。
【００４１】
窒化物半導体レーザデバイス２００は３本のリードピン２０７を介して例えば配線基板などに取り付けられ、電力の供給を受ける。そして、窒化物半導体レーザ素子１０から出射されたレーザ光はガラス窓２０９を通過して外部に出射される。
【００４２】
次に、導電性膜からなる第二端面コート１２２について説明する。
【００４３】
第二端面コート１２２は、例えば貴金属（ＡｕやＡｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｄ、Ｉｒ）、高融点金属（ＷやＴａ、Ｍｏ、Ｎｂ）を用いることができる。貴金属は酸化に強く、高融点金属は拡散し難いためレーザ駆動中の安定性に寄与できる。第二端面コート１２２はスパッタリング等により形成される。また、第二端面コート１２２はＰドープＳｉ等、ドーピングされたり、ＴｉＮ等バンドギャップが小さかったりするために抵抗率が小さい半導体で形成することも可能であるし、ＩＴＯ等のイオン伝導性酸化物を用いることも可能である。特に、ＩＴＯ等の酸化物導電体は透明であるため、レーザ光の出力を上げる目的として好ましい。
【００４４】
第二端面コート１２２はｐ側電極１１２及びｎ側電極１１３の少なくとも一つと電気的に接続されている。これは通常のスパッタリング等において貴金属材料が端面１１以外にもｐ側電極１１２及びｎ側電極１１３の側面に回りこんで積層される事を利用しても良い。また、レーザバーをスパッタリングのターゲットに対し少し傾けてスパッタリングすることで貴金属材料をｐ側電極１１２及びｎ側電極１１３に接続するよう形成しても良い。
【００４５】
第二端面コート１２２は金属材料や積層時間や膜厚を選択することで、抵抗値を適宜調整できる。このことにより、第二端面コート１２２に対して電力を供給する準備ができる。また、第二端面コート１２２がｐ側電極１１２とｎ側電極１１３の双方に電気的に接続されているとさらに好ましい。
【００４６】
つまり、窒化物半導体レーザ素子１０をＪ−ｕｐ（チップ中で導波路が存在する側をサブマウントやＣＡＮと接続される側から遠い側に置く）マウントする場合には、第二端面コート１２２をｐ側電極１１２と接続させることが少なくとも必要である。また、窒化物半導体レーザ素子１０をＪ−ｄｏｗｎ（チップ中で導波路が存在する側をサブマウントやＣＡＮと接続される側に置く）マウントする場合には、第二端面コート１２２をｎ側電極１１３と接続させることが少なくとも必要である。
【００４７】
これら窒化物半導体レーザ素子１０が半田等でマウントされた際、電力供給部を介して第二端面コート１２２がサブマウントやＣＡＮと電気的に接続されれば、窒化物半導体レーザ素子１０の駆動に伴って第二端面コート１２２に対して電力が供給される。したがって、最終的には第二端面コート１２２がワイヤまたはＣＡＮ本体を通し、外部のアノードおよびカソード双方と電気的に接続していることが必要である。
【００４８】
以上の構成により、窒化物半導体レーザ素子１０の出射側のミラー面（端面１３０Ａ）に電流を流すことが可能となる。これに伴って、レーザ光の出射側では第二端面コート１２２の表面側が発熱する。発熱により、有機珪素化合物などの、レーザ駆動時の汚染原因物質の吸着が行われ難くなるとともに、一度吸着した原因物質が再び離脱するまでの時間を短くすることが可能となる。これにより、原因物質が光化学反応によって分解して蓄積する可能性を低下させることができ、レーザの信頼性が向上する。
【００４９】
さらに、上記構成では、レーザ光の出射側のミラー面（端面１３０Ａ）の汚染の防止以外の効果も期待できる。窒化物系半導体レーザ１０に限らず、半導体レーザ素子はサージ等の瞬間的な電荷の移動に際し、破壊を生じることがある（ＥＳＤ（Electro Static Discharge）破壊：静電気破壊）。これは、半導体内の層の厚みや組成の揺らぎにより極めて狭い領域に電流が流れた場合、電流集中が生じた箇所が発熱して破壊に至るものと理解される。これに対し、端面側に電荷が逃げるべきバイパス経路があれば、電荷は優先的にそのバイパス経路を流れる。バイパス経路が十分な容積を持っていれば、電流集中が起こらないため破壊を防止することができる。第二端面コート１２２はこの役割を果たすことができる。
【００５０】
ここで、第二端面コート１２２が電流バイパスの機能を果たすためには、以下の条件を満たす必要がある。すなわち、その抵抗値がレーザ発振する前の半導体側の電流−電圧（Ｉ−Ｖ）特性における立ち上がり電圧未満の領域の微分抵抗値よりも低く、レーザ発振した後の立ち上り電圧以上の領域の微分抵抗値よりも高ければ良い。第二端面コート１２２は金属材料や積層時間や膜厚を選択することで、抵抗値を適宜調整できる。
【００５１】
半導体側の電流−電圧特性において、立ち上り電圧未満の領域は微分抵抗が極めて高く、この領域で半導体側のリークパスに電流が流れると破壊に至ってしまう。したがって、この領域では第二端面コート１２２の抵抗値を半導体側の微分抵抗よりも小さく設計すると良い。
【００５２】
一方、半導体側の電流−電圧特性において、立ち上がり電圧以上の領域は微分抵抗が急激に下がり、半導体側が駆動する。このとき、第二端面コート１２２側に大きな電流が供給されていると、本来の半導体側の駆動の妨げとなる。よって、立ち上り電圧以上の領域では第二端面コート１２２の抵抗値が半導体側よりも十分に大きくなるように設計すると良い。
【００５３】
具体的には、レーザ発振閾電流値において、第二端面コート１２２側に流入する電流が全体の動作電流の１／１０以下となるようにコート側の抵抗値を調整すると良い。また、サージを考慮すると、その電荷量から判断して１×１０5  Ω以下（１０Ｖ印加時０．１ｍＡ以上の電流）とすれば概ね問題がない。また、これらの数値とすれば、本発明の本来の意義である汚染物質の出射側のミラー面（端面１３０Ａ）への付着も防止することが可能となる。
【００５４】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【００５５】
例えば、本発明の第二の意義であるＥＳＤ破壊防止の効果のみを得るため、導電性の第二端面コート１２２をレーザ光の反射側のミラー面（端面１３０Ｈ）に配置することが可能である。また、導電性の第二端面コート１２２をレーザの出射側のミラー面（端面１３０Ａ）及び反射側のミラー面（端面１３０Ｈ）の双方に配置し、それぞれの材料や抵抗値を変えることも可能である。
【００５６】
また、本発明の適用範囲は窒化物半導体層を積層した窒化物半導体レーザ素子に限定されるわけではなく、材料や波長の異なる他の半導体レーザ素子に対しても適用可能であって、同等の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、半導体レーザ素子、窒化物半導体レーザ素子及び窒化物半導体レーザデバイスにおいて利用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１０    窒化物半導体レーザ素子（半導体レーザ素子）
１０１    基板
１０３    ｎ型クラッド層
１０５    活性層
１０８    ｐ型クラッド層
１１０    リッジ部（導波路）
１１２    ｐ側電極（アノード）
１１２ａ    第一ｐ側電極
１１２ｂ    第二ｐ側電極
１１３    ｎ側電極（カソード）
１２０、１２１    第一端面コート
１２２    第二端面コート
１３０Ａ    出射側のミラー面（出射側の端面）
１３０Ｈ    反射側のミラー面（反射側の端面）
２００    窒化物半導体レーザデバイス
２０３    半田（電力供給部）
２０５    配線（電力供給部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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