(57)【要約】【課題】レーザ素子に対するダメージを抑制しつつ、共振器端面に設けられる端面コート膜を効率良く安定化させられる、半導体レーザ装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体レーザ装置の製造方法は、レーザ光の出射側として使用される第１の端面１２８ａと、第１の端面１２８ｂと対向する第２の端面１２８ｂと、を有する共振器端面１２８を形成する端面形成工程と、第１の端面１２８ａに第１の端面コート膜１４を形成し、第２の端面１２８ｂに第２の端面コート膜１５を形成する膜形成工程と、第１の端面コート膜１４と第２の端面コート膜１５とのうち、少なくとも第２の端面コート膜１５に光を照射する光照射工程と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザ装置の製造方法であって、
レーザ光の出射側として使用される第１の端面と、前記第１の端面と対向する第２の端面と、を有する共振器端面を形成する端面形成工程と、
前記第１の端面に第１の端面コート膜を形成し、前記第２の端面に第２の端面コート膜を形成する膜形成工程と、
前記第１の端面コート膜と前記第２の端面コート膜とのうち、少なくとも前記第２の端面コート膜に光を照射する光照射工程と、
を備えることを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項２】
前記光照射工程の後に、当該装置を構成するレーザ素子を駆動して光を所定の時間出射させるバーンイン工程を更に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装置の製造方法。
【請求項３】
前記光照射工程で使用される光の波長は、当該半導体レーザ装置の発振波長に対して±１０ｎｍ以内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項４】
前記光照射工程で使用される光は、前記第２の端面コート膜に対する光の透過率が５％以上であること特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項５】
当該半導体レーザ装置には、当該装置から出射されるレーザ光の光パワーをモニタするモニタ素子が内蔵されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項６】
当該半導体レーザ装置は、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いて形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザ装置においては、共振器端面を安定化させる等の目的で、当該共振器端面をコーティングして保護する端面コートが共振器端面上に設けられることが一般的である。この端面コート膜は、典型的には単層又は多層の誘電体膜で構成される（例えば、特許文献１参照）。通常、閾値を低減し、効率（Ｅｔａ）を高くするために、レーザ光が出射される前面には、レーザの発振波長光に対して低反射率の端面コート膜が成膜される。一方、後面（前記前面に対向する面）には、高反射率の端面コート膜が成膜される。
【０００３】
ところで、端面コート膜に欠陥が存在すると、半導体レーザ装置は、レーザ光の出射を行った場合に、端面コート膜が劣化して光の損失を招くことがある。このような点を考慮して、特許文献２には、端面コート膜（少なくとも半導体レーザの光の出射側となる共振器端面に成膜された端面コート膜）に対して、溶融再結晶化を起すレーザ光（エキシマレーザ）を照射することが開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３５０５３号公報
【特許文献２】特開２００６−１９０７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に開示されるように、端面コート膜が吸収する短波長のレーザ光を照射して端面コート膜が溶融再結晶化される手法を用いると、半導体レーザ装置を構成するレーザ素子がかなり高温になることが懸念される。そして、当該素子がかなり高温になった場合、素子自体がダメージを受け、素子の特性や信頼性が低下することが懸念される。
【０００６】
半導体レーザ装置を構成するレーザ素子は、特許文献２に開示されるようなレーザアニール処理を行わなくても、バーンイン工程を行うことによって安定化させることができる。ここで、バーンイン工程は、半導体レーザ装置の組み立て後に、当該装置を一定時間駆動させることによって、レーザ素子を安定化させる工程である。このバーンイン工程で、不良素子が見つかると、その装置は不良品として取り除かれる。
【０００７】
バーンイン工程には、例えば、一定の光出力（光パワー）となるように駆動させるＡＰＣ（Auto Power Control）バーンインと、一定の駆動電流となるように駆動させるＡＣＣ（Auto Current Control）バーンインとがある。バーンイン工程によって、レーザ素子は、ドーパントが動いたり、歪が変化したりする。また、バーンイン工程によって、レーザ光が端面コート膜を通過し、端面コート膜を構成している結晶が励起され、分子振動や格子振動が発生する。その結果、例えば端面コート膜の屈折率、透過率、反射率が変化する。
【０００８】
バーンイン工程の光出力は、通常、半導体レーザ装置の最大定格出力程度とされる。すなわち、バーンイン工程における光出力はあまり大きくなく、レーザ素子内部や端面コート膜が安定化するのに長時間を要する。この安定化に要する時間を短くするために、バーンイン工程における光出力を大きくすることが考えられるが、光出力を大きくし過ぎると、レーザ素子が劣化する可能性が高くなるという問題が生じる。
【０００９】
特に、共振器端面の後面側は、上述のように、端面コート膜の反射率が高く設定され、端面コート膜を通過するレーザ光が少なくなる。このために、共振器端面の後面側の端面コート膜を安定化させる時間は、共振器端面の前面側の端面コート膜に比べて長時間を要する。例えば、半導体レーザ装置の中には、共振器端面の後面側から出射する光の光パワーをモニタするものがある。このような半導体レーザ装置では、共振器端面の後面側に設けられる端面コート膜も十分安定化する必要がある。すなわち、共振器端面の後面側に設けられる端面コート膜の安定化が必要となる半導体レーザ装置を作製しようとすると、バーンイン工程に要する時間が長くなり、生産効率が悪くなり易いといった問題が生じる。
【００１０】
本発明は、以上の点に鑑みて、レーザ素子に対するダメージを抑制しつつ、共振器端面に設けられる端面コート膜を効率良く安定化させられる、半導体レーザ装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、レーザ光の出射側として使用される第１の端面と、前記第１の端面と対向する第２の端面と、を有する共振器端面を形成する端面形成工程と、前記第１の端面に第１の端面コート膜を形成し、前記第２の端面に第２の端面コート膜を形成する膜形成工程と、前記第１の端面コート膜と前記第２の端面コート膜とのうち、少なくとも前記第２の端面コート膜に光を照射する光照射工程と、を備える構成（第１の構成）になっている。
【００１２】
本構成によれば、光照射工程によって、端面コート膜を構成している結晶を励起して、分子振動、格子振動を発生させることにより、端面コート膜を安定化させることができる。当該光照射工程は、外部光源を用いて光を照射するものであり、半導体レーザ装置を構成するレーザ素子を用いて端面コート膜等の安定化を図るバーンインに比べて、光出力を高く設定可能である。この結果、本構成によれば、レーザ素子に対するダメージを抑制しつつ、端面コート膜を効率良く安定化することが可能である。なお、第２の端面コート膜は、半導体レーザ装置を構成するレーザ素子から出射される光に対する反射率が高く設定されるために安定化に要する時間が長くなる傾向にあるが、光照射工程の導入によって第２の端面コート膜の安定化に要する時間を短縮可能である。
【００１３】
上記第１の構成の半導体レーザ装置の製造方法は、前記光照射工程の後に、当該装置を構成するレーザ素子を駆動して光を所定の時間出射させるバーンイン工程を更に備える構成（第２の構成）であってよい。第２の端面コート膜は、半導体レーザ装置を構成するレーザ素子から出射される光に対する反射率が高く設定されるためにバーンイン工程だけでは安定化に要する時間が長くなる傾向にある。この点、本構成では、光照射工程が導入されているために、バーンイン工程の短時間化が可能である。
【００１４】
上記第１又は第２の構成の半導体レーザ装置の製造方法において、前記光照射工程で使用される光の波長は、当該半導体レーザ装置の発振波長に対して±１０ｎｍ以内である構成（第３の構成）であるのが好ましい。これにより、端面コート膜の安定化の効果をより大きなものとできる。
【００１５】
上記第１から第３のいずれかの構成の半導体レーザ装置の製造方法において、前記光照射工程で使用される光は、前記第２の端面コート膜に対する光の透過率が５％以上である構成（第４の構成）が好ましい。本構成は、例えばリアモニタを内蔵する半導体レーザ装置に対して好適である。
【００１６】
上記第１から第４のいずれかの構成の半導体レーザ装置の製造方法において、当該半導体レーザ装置には、当該装置から出射されるレーザ光の光パワーをモニタするモニタ素子が内蔵される構成（第５の構成）であってもよい。モニタ素子（リアモニタ）が内蔵される半導体レーザ装置は、第２の端面コート膜の安定化させる処理が重要であり、光照射工程を導入する意義が大きいなものとなる。
【００１７】
上記第１から第５のいずれかの構成の半導体レーザ装置の製造方法において、当該半導体レーザ装置は、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いて形成される構成（第６の構成）が好ましい。窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は、その用途が広く、環境への負荷も少ないために、半導体レーザ装置を構成する材料として好適である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、レーザ素子に対するダメージを抑制しつつ、共振器端面に設けられる端面コート膜を効率良く安定化させられる、半導体レーザ装置の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の構成例を示す概略斜視図
【図２】本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の構成例を示す概略図
【図３】本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置が備える半導体レーザチップの積層構造例を示す概略平面図
【図４】本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置が備える半導体レーザチップに設けられる端面コート膜の構成例を示す模式図
【図５】本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法に含まれる光照射工程を説明するための模式図
【図６】図５に示されるＬＤバー集合体の詳細構成を示す概略平面図
【図７】本実施例の半導体レーザ装置における、駆動電流（Ｉｏｐ）の時間変化を示すグラフ
【図８】本実施例の半導体レーザ装置における、モニタ出力電流（Ｉｍｏｐ）及びモニタ出力電流（Ｉｍｏｐ）の変化率の時間変化を示すグラフ
【図９】比較例の半導体レーザ装置における、駆動電流（Ｉｏｐ）の時間変化を示すグラフ
【図１０】比較例の半導体レーザ装置における、モニタ出力電流（Ｉｍｏｐ）及びモニタ出力電流（Ｉｍｏｐ）の変化率の時間変化を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
＜半導体レーザ装置の概略構成＞
まず、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の概略構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置１の構成例を示す概略斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置１の構成例を示す概略図で、図２（ａ）は、キャップ３０が取り外された状態を示す平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ位置における断面図である。
【００２２】
本実施形態に係る半導体レーザ装置１は、図１及び図２に示すように、キャンパッケージタイプの半導体レーザ装置となっている。半導体レーザ装置１は、図１に示すように、ステム１０と、３本のリードピン２０、２１、２２と、キャップ３０と、を備える。
【００２３】
ステム１０は円板状に形成され、例えば鉄、銅等の金属材料で構成される。ステム１０の上面側には、図２に示されるように、放射機能を有するブロック部１０ａが形成されている。ブロック部１０ａ上には、ヒートシンク１１が例えば接着剤（不図示）等で固着されている。ヒートシンク１１は、例えばＡｌＮ等の熱放射性の良い材料で形成される。ヒートシンク１１上には、レーザ光を出射する半導体レーザチップ１２（本発明のレーザ素子の一例）が、不図示の半田層を介してマウントされている。半導体レーザチップ１２は、複数の窒化物系化合物半導体層が積層された積層構造になっている。半導体レーザチップ１２の詳細構成は後述する。また、ステム１０の上面には、半導体レーザチップ１２からの光を検出するモニタ素子（フォトダイオード）１３が、接着剤（不図示）等を用いて固着されている。このモニタ素子１３は、いわゆるリアモニタと呼ばれるものである。
【００２４】
リードピン２０は、ステム１０に直接取り付けられている。リードピン２１とリードピン２２は、それぞれ、ステム１０に形成される貫通孔（不図示）に挿通されることで、一端部がステム１０の上面側に突出するとともに他端部がステム１０の下面側に突出した状態で、ステム１０に取り付けられている（図２参照）。なお、リードピン２１、２２は、不図示の絶縁体を介してステム１０に絶縁固定されている。また、これらのリードピン２０〜２２には、不図示のワイヤ等を介して、半導体レーザチップ１２やモニタ素子１３が適宜電気的に接続されている。
【００２５】
キャップ３０は、その下端面が開放された円筒形状に形成され、例えば銅等の金属によって構成される。キャップ３０の開放端には、フランジ部３０ａが設けられている。キャップ３０は、このフランジ部３０ａがステム１０に固着されることで、ステム１０上の半導体レーザチップ１２等を覆うように、ステム１０の上面に固定される。なお、このキャップ３０によって、半導体レーザチップ１２は気密封止される。また、キャップ３０の上端には、半導体レーザチップ１２から出射されるレーザ光を取り出すための出射孔３０ｂが形成されている。この出射孔３０ｂは、ガラス窓３１によって覆われている。
【００２６】
以上のように構成される半導体レーザ装置１においては、半導体レーザチップ１２は、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いて形成されている。ここで、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体とは、Ｇａ、Ａｌ、Ｉｎ、及びＢからなる群より選ばれた少なくとも一種類のＩＩＩ族元素と、少なくともＮを含み、場合によって更にＡｓやＰを含むＶ族元素と、で構成される化合物半導体のことを指している。窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体としては、例えば、ＡｌＧａＩｎＮ、ＧａＩｎＮ、ＩｎＮ等が挙げられる。
【００２７】
また、以上のように構成される半導体レーザ装置１においては、半導体レーザチップ１２における光の出射方向の前面側（図２の上面側）及び後面側（図２の下面側）に共振器端面が形成されている。共振器端面は、共振器としての機能を実現するために劈開等によって得られた端面のことである。
【００２８】
共振器端面には、端面付近の結晶の酸化を防止する目的で、端面コート膜が形成されている。端面コート膜は、単層又は多層の誘電体膜で形成される。誘電体膜としては、例えば、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｚｎ及びＳｉからなる群より選ばれた少なくとも一種の元素を含む材料から構成されるものが挙げられ、更に具体的には、例えばＡｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、ＡｌＯＮから構成されるもの等が挙げられる。
【００２９】
以下、半導体レーザチップ１２がＡｌＧａＩｎＮ系化合物半導体を用いて構成される場合を例に挙げて、半導体レーザチップ１２の構成について更に詳細に説明する。図３は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置１が備える半導体レーザチップ１２の積層構造例を示す概略平面図である。図３に示すように、半導体レーザチップ１２は、複数の化合物半導体層を積層した構造になっている。なお、図３に示す構成は、あくまでも例示であり、その材料や厚み等は適宜変更されてよいものである。
【００３０】
図３に示すように、半導体レーザチップ１２は、その表面にｎ型窒化物半導体層１２１と、活性層１２２と、ｐ型窒化物半導体層１２３と、が設けられる基板１２０を備える。基板１２０は、例えば４０〜１５０μｍ程度の厚みを有するｎ型ＧａＮ基板とできる。なお、基板材料は、ＧａＮに限定されるものではなく、例えば、ＩｎＮ、ＡｌＮ、或いは、ＧａＮ、ＩｎＮ、及びＡｌＮのうちから２つ以上を選択して得られる混晶半導体等であっても構わない。また、基板材料は、例えば、サファイア、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、又は、窒化物以外のＩＩＩ−Ｖ族化合物（例えばＧａＡｓ、ＧａＰ等）等でも構わない。
【００３１】
基板１２０上に設けられるｎ型窒化物半導体層１２１は、下部コンタクト層１２１ａ、下部クラッド層１２１ｂ、及び、下部ガイド層１２１ｃを含む構成とできる。基板１２０上に形成される下部コンタクト層１２１ａは、例えば０．１μｍ〜１０μｍ程度（本例では１μｍ程度）の厚みを有するｎ型ＧａＮで構成できる。下部コンタクト層１２１ａ上に設けられる下部クラッド層１２１ｂは、例えば０．５μｍ〜３μｍ程度（本例では２μｍ程度）の厚みを有するｎ型ＡｌＧａＮで構成できる。下部クラッド層１２１ｂ上に設けられる下部ガイド層１２１ｃは、例えば０〜０．２μｍ程度（本例では０．１μｍ程度）の厚みを有するｎ型ＧａＮで構成できる。
【００３２】
なお、基板１２０と下部コンタクト層１２１ａの間に、バッファ層が設けられても構わない。また、下部コンタクト層１２１ａと下部クラッド層１２１ｂの間に、例えばＩｎＧａＮ層等で構成されるクラック防止層を挿入しても構わない。また、下部クラッド層１２１ｂは多層構造でもよく、更には多重量子井戸構造とされても構わない。
【００３３】
活性層１２２は、下部ガイド層１２１ｃ上に形成されている。この活性層１２２は、例えば、ＩｎＧａＮで構成される多重量子井戸構造（本例では厚み０．０５３μｍ程度）とできる。なお、活性層１２２は、例えば、ＧａＩｎＮＡｓもしくはＧａＩｎＰなどを用いて構成しても構わない。
【００３４】
活性層１２２上に設けられるｐ型窒化物半導体層１２３は、蒸発防止層１２３ａ、上部ガイド層１２３ｂ、上部クラッド層１２３ｃ、及び上部コンタクト層１２３ｄを含む構成とできる。活性層１２２上に形成される蒸発防止層１２３ａは、例えば０〜０．０２μｍ程度（本例では０．０２μｍ程度）の厚みを有するｐ型ＡｌＧａＮで構成できる。蒸発防止層１２３ａ上に形成される上部ガイド層１２３ｂは、例えば０〜０．２μｍ程度（本例では０．１μｍ程度）のｐ型ＧａＮで構成できる。上部ガイド層１２３ｂ上に形成される上部クラッド層１２３ｃ（本例では厚み０．５μｍ程度）は、凸部と、凸部以外の平坦部とを有する構成とされ、ｐ型ＡｌＧａＮで構成できる。上部クラッド層１２３ｃの凸部上に形成される上部コンタクト層１２３ｄは、例えば０．０１μｍ〜１．０μｍ程度（本例では０．１μｍ程度）の厚みを有するｐ型ＧａＮで構成できる。
【００３５】
なお、上部クラッド層１２３ｃは、例えばＡｌＧａＩｎＮ等で構成されても構わない。また、上部クラッド層１２３ｃは多層構造でもよく、更には多重量子井戸構造とされても構わない。
【００３６】
上部クラッド層１２３ｃの凸部と、上部コンタクト層１２３ｄとによって、共振器端面と直交する方向（図３において紙面と直交する方向が該当）に延びるストライプ状（細長状）のリッジ部１２４が形成されている。すなわち、半導体レーザチップ１２は、リッジストライプ構造を備える。
【００３７】
なお、リッジ部１２４は、上部クラッド層１２３ｃと上部コンタクト層１２３ｄとのみで構成するのではなく、上部ガイド層１２３ｂから活性層１２２に至るまでの途中いずれかまで掘り込んで形成されたものであっても構わない。
【００３８】
リッジ部１２４の両脇には、電流狭窄を目的として埋め込み層１２５が形成されている。この埋め込み層１２５は、例えば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2等の絶縁性材料で形成できる（本例では、ＳｉＯ2が用いられている）。
【００３９】
上部コンタクト層１２３ｄ及び埋め込み層１２５の上には、リッジ部１２４の上面からキャリアを注入するためのｐ側電極１２６が形成されている。このｐ側電極１２６は、上部コンタクト層１２３ｄの一部を覆うように形成されており、上部コンタクト層１２３ｄに対してオーム性接触している。ｐ側電極１２６としては、例えばＮｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕといった金属や、これらの金属を含む積層体が使用できる。本例では、ｐ側電極１２６は、上部コンタクト層１２３ｄに近い側から、Ｐｄ（１５ｎｍ程度）／Ｍｏ（１５ｎｍ程度）／Ａｕ（２００ｎｍ程度）という順に並んだ積層体になっている。
【００４０】
基板１２０の裏面には、基板下からキャリアを注入するためのｎ側電極１２７が形成されている。このｎ側電極１２７は、基板１２０に対してオーム性接触されている。ｎ側電極１２７としては、例えばＨｆ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｗといった金属や、これらの金属を含む積層体が使用できる。本例では、ｎ側電極１２７は、基板１２０に近い側から、Ｔｉ（３０ｎｍ程度）／Ａｌ（１５０ｎｍ程度）／Ｍｏ（８ｎｍ程度）／Ｐｔ（１５ｎｍ程度）／Ａｕ（２５０ｎｍ程度）という順に並んだ積層体になっている。
【００４１】
図４は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置１が備える半導体レーザチップ１２に設けられる端面コート膜１４、１５の構成例を示す模式図である。図４に示すように、半導体レーザチップ１２には、フロント側端面１２８ａとリア側端面１２８ｂとを有する共振器端面１２８が形成されている。なお、フロント側端面１２８ａは、光の出射方向の前面側（出射側；図４の右側）にある端面のことであり、本発明の第１の端面の一例である。また、リア側端面１２８ｂは、フロント側端面１２８ａに対して反対側（フロント側端面１２８ａと対向する側；図４の左側）にある端面のことであり、本発明の第２の端面の一例である。
【００４２】
フロント側端面１２８ａには、レーザの発振波長光（本例では４０５ｎｍの光）が低反射率を示す第１の端面コート膜１４（以下、「ＡＲコート膜１４」という）が成膜されている。ＡＲコート膜１４は、その膜構成及び膜厚を限定する趣旨ではないが、例えば、ＡｌＯＮ／ＳｉＮ／Ａｌ2Ｏ3からなる多層誘電体膜（厚み１５００Å程度）にできる。なお、ＡＲコート膜１４は、半導体レーザ装置１が例えば高出力タイプであるか低出力タイプであるか等によって適宜変更されるものであるが、その反射率は例えば数％〜５０％程度に調整される。
【００４３】
リア側端面１２８ｂには、レーザの発振波長光が高反射率を示す第２の端面コート膜１５（以下、「ＨＲコート膜１５」という）が形成されている。ＨＲコート膜１５は、その膜構成及び膜厚を限定する趣旨ではないが、例えば、Ａｌ2Ｏ3層１５ａ（厚み５６０Å程度）とＴｉＯ3層１５ｂ（厚み４３０Å程度）とが繰り返し（例えば４回）積層された多層誘電体膜にできる。なお、ＨＲコート膜１５は、半導体レーザ装置１が例えば高出力タイプであるか低出力タイプであるか等によって適宜変更されるものであるが、その反射率は例えば５０％以上に調整される。例えば、モニタ素子１３が設けられるタイプの半導体レーザ装置１では、ＨＲコート膜１５の反射率は５０％〜９５％程度とされ、モニタ素子１３が設けられないタイプでは、その反射率は９０％以上とされる。
【００４４】
＜半導体レーザ装置の製造方法＞
次に、以上のように構成される半導体レーザ装置１の製造方法について説明する。なお、半導体レーザチップ１２が、上述のＡｌＧａＩｎＮ系化合物半導体を用いて構成される場合を例に説明する。
【００４５】
まず、半導体レーザチップ１２を形成すべく、公知の技術を用いて、基板１２０の表面（上面）に、図３に示すような複数の窒化物半導体層１２１〜１２３で構成される積層体、及び、ｐ型電極１２６を形成したウエハを作製する。次に、基板１２０の裏面（上記積層体等が形成されていない側の面）を、例えば研磨やエッチング等によって所定の厚みまで薄くする（本例では、４０〜１５０μｍまで薄くする）。その後、基板１２０の裏面側に、ｎ型電極１２７を形成する。
【００４６】
基板１２０上に、窒化物半導体層１２１〜１２３の積層体、ｐ型電極１２６、及び、ｎ型電極１２７が形成されると、当該ウエハを劈開してバー状態にして共振器端面１２８（図４参照）を形成する。この際、例えば、半導体レーザチップ１２の共振器長がおよそ２００μｍとなるようにウエハの劈開が行われる。この工程は、本発明の端面形成工程に該当する。なお、ウエハの劈開も公知の技術を用いて行えばよい。また、共振器端面１２８を得るにあたって、ウエハの劈開に代えて、例えばエッチング等の別の手法が用いられてもよい。
【００４７】
次に、劈開によって得られたレーザバー（ＬＤバー）のフロント側端面１２８ａ及びリア側端面１２８ｂ（共振器端面１２８）に、それぞれ、端面コート膜１４、１５（ＡＲコート膜１４、ＨＲコート膜１５）が成膜される。この成膜工程は、本発明の膜形成工程に該当する。端面コート膜１４、１５の形成は、例えば、真空蒸着法やＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）スパッタ法等の公知の技術を用いて行えばよい。
【００４８】
フロント側端面１２８ａにＡＲコート膜１４、リア側端面１２８ｂにＨＲコート膜１５が形成されると、これらのコート膜１４、１５のうち、少なくとも、ＨＲコート膜１５に光を照射する光照射工程が行われる。この光照射工程は、本発明の光照射工程に該当し、端面コート膜１４、１５を構成している結晶を励起して、分子振動、格子振動を発生させ、端面コート膜１４、１５を安定化させる目的で行われる。
【００４９】
図５は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置１の製造方法に含まれる光照射工程を説明するための模式図である。また、図６は、図５に示されるＬＤバー集合体４０の詳細構成を示す概略平面図で、上側から見た状態を想定した図である。なお、ＬＤバー集合体４０は、ウエハの劈開後、端面コート膜１４、１５が形成されたレーザバー（ＬＤバー）１２´を複数集めた集合体のことである。
【００５０】
図５に示すように、光照射工程は、例えば、光照射装置５０と、ＬＤバー集合体４０を収容する処理室５１と、を用いて行うことができる。ＬＤバー集合体４０は、図６に示すように、治具５２を用いて複数のＬＤバー１２´を一纏めとすることによって得られる。ＬＤバー集合体４０は、各ＬＤバー１２´のＨＲコート膜１５が上側、ＡＲコート膜１４が下側となるように、処理室５１内にセットされる（図５参照）。各ＬＤバー１２´のＨＲコート膜１５は、露出した状態で処理室５１内に配置される。各ＬＤバー１２´のＡＲコート膜１４は、露出状態で処理室５１内に配置されてもよいし、露出されていない状態で処理室５１内に配置されてもよい。
【００５１】
処理室５１には、その室内にセットされた各ＬＤバー１２´のＨＲコート膜１５に室外から光を照射できるように、ＨＲコート膜１５と対向する側の壁面に窓部５１ａが形成されている。この窓部５１ａは、光照射装置５０から出射される光に対して高い透過率を示す材料で形成されるのが好ましく、例えば石英ガラス等とできる。光照射装置５０は、窓部５１ａを通じてＬＤバー１２´のＨＲコート膜１５に光を照射できるように、その位置が決められている。光照射装置５０からの光は、例えば光のスキャンによって、ＨＲコート膜１５の全域にわたって照射される構成であってよい。
【００５２】
なお、光照射装置５０から出射される光の波長は、半導体レーザ装置１のレーザ発振波長の±１０ｎｍ以内であるのが好ましい。これにより、端面コート膜１４、１５を安定化する効果がより大きくなる。また、光照射装置５０から出射される光の波長は、ＨＲコート膜１５に対する透過率が５％以上となるように選択されるのが好ましい。また、光照射装置５０としては、例えば半導体レーザを用いることができるが、これに限定される趣旨ではない。光照射装置５０としては、例えばＬＥＤ（Light emitting diode）装置等が用いられてもよい。また、光照射装置５０からの光は、例えば、白色光を分光することによって得られる光や、ＬＥＤ光等を蛍光体に照射して得られる蛍光等であってもよい。
【００５３】
また、処理室５１は、光照射工程専用に設けられたものであってもよいが、例えば、端面コート膜１４、１５を成膜する際に使用されるＥＣＲスパッタ装置等が備える処理室が用いられてもよい。これにより、膜形成工程と光照射工程との連続処理が可能になり、生産性の向上が期待できる。処理室５１を提供する処理装置としては、ＥＣＲスパッタ装置の代わりに、例えば、ＲＦ（Radio Frequency）スパッタ装置、デジタルスパッタ装置、Ｐ−ＣＶＤ（Plasma-Chemical Vapor Deposition）装置等が利用されてもよい。
【００５４】
本例では、光照射装置１として、半導体レーザ装置１の発振波長と同じ４０５ｎｍの光を出射するワットクラス（高出力）の半導体レーザが使用された。光照射工程の処理条件は、以下の条件とされた。
（本例の光照射工程の処理条件）
処理温度：室温
処理室内雰囲気：ドライエア（１ａｔｍ）
レーザ出力：ＣＷ（Continuous Wave）１Ｗ
照射時間：レーザ波長４０５ｎｍエリアあたりのレーザ照射時間３０分
【００５５】
なお、光照射工程は、処理室５１を真空引きして、ＬＤバー１２´を加熱しながら（処理室５１内の温度を２００℃前後としながら）、光照射を行うものであってもよい。これによれば、ＬＤバー１２´の光照射した部分にシロキサンが堆積することを防止できる。
【００５６】
光照射工程後に得られたＬＤバー１２´（半導体レーザチップ１２）をステム１０にマウントし、気密封止後、当該装置を駆動させることによってバーンイン工程を行い、最後に特性検査を行うことによって半導体レーザ装置１が得られる。なお、本例の半導体チップ１２は、共振器波長略２００μｍ、幅略１２０μｍ、厚さ略９０μｍである。また、本例のステム１０の直径はφ５．６ｍｍである。また、本例のバーンイン工程の処理条件は、以下の条件とされた。
（本例のバーンイン工程の処理条件）
ステム温度：７５℃
光出力：ＣＷ（Continuous Wave）６０ｍＷ
駆動時間：８時間
駆動方法：ＡＰＣ駆動（外部モニタ素子（フロントモニタ）を利用）
【００５７】
なお、バーンイン工程における上記駆動方法は、ＡＰＣ駆動に代えてＡＣＣ駆動であってもよい。ＡＰＣ駆動の場合、バーンイン開始直後において駆動電流が大きく変動する場合があるが、時間経過とともに駆動電流は安定する。ＡＣＣ駆動の場合、バーンイン開始直後において光出力が大きく変化する場合があるが、時間経過とともに光出力は安定する。
【００５８】
＜エージング試験の結果＞
上記の製造方法で得られた半導体レーザ装置１について、以下の条件でエージング試験を行った（図７、図８に結果を示す）。また、比較例として、上述の光照射工程を行わないことを除いては同一の条件で製造された半導体レーザ装置について、半導体レーザ装置１と同一の条件でエージング試験を行った（図９、図１０に結果を示す）。
（本例のエージング試験の条件）
ステム温度：７５℃
光出力：２０ｍＷ
駆動方法：ＡＰＣ駆動（外部モニタ素子（フロントモニタ）を利用）
【００５９】
図７は、本実施例の半導体レーザ装置１における、駆動電流（Ｉｏｐ）の時間変化を示すグラフである。図８は、本実施例の半導体レーザ装置１における、モニタ出力電流（Ｉｍｏｐ）及びモニタ出力電流（Ｉｍｏｐ）の変化率の時間変化を示すグラフで、図８（ａ）がＩｍｏｐの時間変化を示すグラフ、図８（ｂ）がＩｍｏｐの変化率の時間変化を示すグラフである。図９は、比較例の半導体レーザ装置における、駆動電流（Ｉｏｐ）の時間変化を示すグラフである。図１０は、比較例の半導体レーザ装置における、モニタ出力電流（Ｉｍｏｐ）及びモニタ出力電流（Ｉｍｏｐ）の変化率の時間変化を示すグラフで、図１０（ａ）がＩｍｏｐの時間変化を示すグラフ、図１０（ｂ）がＩｍｏｐの変化率の時間変化を示すグラフである。
【００６０】
なお、上記グラフにおける駆動電流（Ｉｏｐ）は、半導体レーザ装置から、所定の光出力（光パワー）のレーザ光を出射させるために必要となる電流である。また、上記グラフにおけるモニタ出力電流（Ｉｍｏｐ）は、半導体レーザ装置を前記駆動電流で駆動した場合に、半導体レーザ装置が備えるモニタ素子１３（リアモニタ）から出力される電流である。また、エージング試験は、一度に複数個の半導体レーザ装置を対象に実行されたために、上記グラフでは複数のデータが重なった状態になっている。
【００６１】
図７及び図９に示されるように、フロント側端面１２８ａ（ＡＲコート膜１４が設けられる側）から出射される光によって決定される駆動電流は、光照射工程の有無にかかわらず、時間経過とともにほとんど変動することなく安定している。これは、半導体レーザ装置の製造時に行われるバーンイン工程によって、ＡＲコート膜１４の安定化が達成されたためと考えられる。
【００６２】
一方、リア側端面１２８ｂ（ＨＲコート膜１５が設けられる側）から出射される光によって決定されるモニタ出力電流は、図８に示されるように本実施例（光照射工程有り）では時間経過とともにほとんど変動することなく安定している。しかし、図１０に示されるように、比較例（光照射工程無し）では、モニタ出力電流は、時間経過に伴って大きく変動している。これは、リア側端面１２８ｂに設けられるＨＲコート膜１５がバーンイン工程だけでは安定せず、ＨＲコート膜１５の安定化のために光照射工程が必要であることを示している。光照射工程が行われると、ＨＲコート膜１５においては、当該膜１５を構成している結晶が励起され、分子振動、格子振動が発生し、当該膜１５を安定化させるものと考えられる。
【００６３】
本実施形態における光照射工程が採用されることによって、バーンイン工程に要する時間を長時間とせずに、ＨＲコート膜１５の安定化を図ることができる。また、本実施形態における光照射工程が採用されることによって、バーンイン工程における光出力を小さくして、半導体レーザチップ１２に対するダメージを抑制しつつ、端面コート膜１４、１５の安定化を図ることも可能である。そして、光照射工程における光出力は、別途用意される光照射装置５０を用いて行われるものであるので、比較的、高出力で光照射を行え、バーンイン工程を利用する場合に比べて、ＨＲコート膜１５の安定化に要する時間を短時間とできる。更に、光照射工程における光は、エキシマレーザのような短波長の光ではないので、半導体レーザチップ１２に対するダメージを抑制できる。以上からわかるように、本実施形態の半導体レーザ装置の製造方法によれば、製造時に半導体レーザチップ（レーザ素子）に対してダメージを与える可能性を抑制しつつ、生産効率を向上させられる。
【００６４】
＜その他＞
なお、以上に示した実施形態は、本発明の例示にすぎず、本発明の適用範囲は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００６５】
例えば、以上に示した実施形態では、光照射工程における光照射がＨＲコート膜１５にのみ行われる構成としたが、ＡＲコート膜１４に対しても光照射が行われてもよい。ＡＲコート膜１４に対して光照射を行うか否かは、バーンイン工程の条件によって適宜決定すればよい。例えば、バーンイン工程の条件がＡＲコート膜１４を安定化させるのに十分な条件であれば、ＡＲコート膜１４に対して光照射を行わなくてよい。
【００６６】
また、以上に示した実施形態では、半導体レーザ装置１にモニタ素子１３が内蔵される構成としたが、本発明の製造方法は、モニタ素子１３を備えない半導体レーザ装置に対しても勿論適用可能である。
【００６７】
また、以上に示した実施形態では、半導体レーザ装置が、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いて形成されるものとしたが、必ずしも、これに限定される趣旨ではない。
【符号の説明】
【００６８】
１  半導体レーザ装置
１２  半導体レーザチップ（レーザ素子）
１３  モニタ素子
１４  ＡＲコート膜（第１の端面コート膜）
１５  ＨＲコート膜（第２の端面コート膜）
１２８  共振器端面
１２８ａ  フロント側端面（第１の端面）
１２８ｂ  リア側端面（第２の端面）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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