(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に窒化物半導体（ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ、０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）が積層されてなる窒化物半導体レーザ素子であって、
そのレーザ素子の光共振面は、基板に対してほぼ垂直な窒化物半導体の端面であり、その光共振面の少なくとも一方に、誘電体多層膜が形成され、その誘電体多層膜はＺｒＯ２とＳｉＯ２とを含む２種類以上の薄膜を積層した多層膜であり、３６０ｎｍ〜４５０ｎｍの領域の光を反射し、
前記光共振面は、エッチングによって形成されたことを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記基板はサファイア基板である請求項１に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記窒化物半導体は、前記基板上にＧａＮからなるバッファ層を介して形成された請求項２に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は窒化物半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）よりなるレーザ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
窒化物半導体はバンドギャップが１．９５ｅＶ〜６．０ｅＶまであり、直接遷移型の材料であるので、紫外〜赤色までの半導体レーザ素子の材料として従来より注目されていた。最近、窒化物半導体でダブルへテロ構造の青色ＬＥＤが実用化されたことにより、次なる目標として窒化物半導体を用いた青色レーザ素子の研究が活発に行われるようになった。
【０００３】
レーザ素子では半導体層に光共振面を形成する必要がある。従来のＧａＡｓ系の化合物半導体よりなる赤外域に発振する半導体レーザは結晶の性質上、劈開性を有しており、その劈開面がレーザ素子の光共振面とされている。
【０００４】
一方、窒化物半導体は六方晶系という結晶の性質上劈開性を有していない。従って、窒化物半導体でレーザ素子を作製する場合、劈開面を反射鏡として光共振面ができないのでレーザ発振まで至らなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
現在、紫外〜緑色の短波長半導体レーザはＺｎＳｅ系半導体でしか確認されておらず、その半導体レーザは現在のところ寿命が数分しかない。一方、窒化物半導体は前記のようにダブルへテロ構造のＬＥＤまで実現されており、この構造を用いればＺｎＳｅと比較してレーザが早期に実現できる可能性が高い。従って本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは窒化物半導体を用いてレーザ素子を実現するにあたり、まず反射鏡となる適切な光共振面を形成することにより、レーザ発振が可能となるレーザ素子を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
我々は窒化物半導体レーザ素子を実現するにあたり、従来では十分な反射率が得られなかった窒化物半導体層の光共振面に、さらに誘電体多層膜を形成して反射率を高めることにより、窒化物半導体層にレーザ発振が起こり得ることを新規に見いだし本発明を成すに至った。
即ち、本発明に係る窒化物半導体レーザ素子は、基板上に窒化物半導体（ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ、０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）が積層されてなる窒化物半導体レーザ素子であって、そのレーザ素子の光共振面は、基板に対してほぼ垂直な窒化物半導体の端面であり、その光共振面の少なくとも一方に、誘電体多層膜が形成され、その誘電体多層膜はＺｒＯ２とＳｉＯ２とを含む２種類以上の薄膜を積層した多層膜であり、３６０ｎｍ〜４５０ｎｍの領域の光を反射し、前記光共振面は、エッチングによって形成されたことを特徴とする。
また、請求項２記載の発明にかかる窒化物半導体レーザ素子は、請求項１に記載の窒化物半導体レーザ素子において、前記基板はサファイア基板であるとしたものである。
また、請求項３５記載の発明にかかる窒化物半導体レーザ素子は、請求項２に記載の窒化物半導体レーザ素子において、前記窒化物半導体は、前記基板上にＧａＮからなるバッファ層を介して形成されたとしたものである。
【０００７】
誘電体多層膜は基本的に互いに反射率の異なる無機材料を交互に積層してなり、例えばλ／４ｎ（λ：波長、ｎ：屈折率）の厚さで交互に積層することにより反射率を変化させることができる。誘電体多層膜の各薄膜の種類、厚さ等は発振させようとするレーザ素子の波長に応じてそれらの無機材料を適宜選択することにより設計可能である。例えばその無機材料には、高屈折率側の薄膜材料としてＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｈＯ２の内の少なくとも一種類が選択でき、低屈折率側の薄膜材料としてＳｉＯ２、ＴｈＦ４、ＬａＦ３、ＭｇＦ２、ＬｉＦ、ＮａＦ、Ｎａ３ＡｌＦ６の内の少なくとも一種類が選択でき、これら高屈折率側の薄膜材料と、低屈折率側の薄膜材料とを適宜組み合わせ、発振する波長に応じて数十オングストローム〜数μｍの厚さで数層〜数十層積層することにより誘電体多層膜を形成することができる。
【０００８】
次に本発明の第二は、基板上に窒化物半導体が積層されてなるレーザ素子の発光波長が３６０ｎｍ〜４６０ｎｍの範囲にあり、さらに光共振面に形成された前記誘電体多層膜がＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２よりなる群から選択された少なくとも二種類以上の薄膜を積層した多層膜であることを特徴とする。つまり、窒化物半導体で３６０ｎｍ〜４６０ｎｍに発振するレーザ素子を実現した場合、その光共振面に形成する誘電体多層膜は、特にＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２より選択された少なくとも２種類以上が最も適している。なぜなら前記３種類の酸化物は３６０ｎｍ〜４６０ｎｍの範囲で光吸収が少なく、窒化物半導体と非常に良く密着して剥がれることもない。さらに前記波長の光が連続的に長時間照射されても劣化することがなく、さらに好ましいことにレーザ素子の発熱に対して非常に耐熱性に優れているからである。
【０００９】
誘電体多層膜は例えば、蒸着、スパッタ等の気相製膜技術を用いて形成することができる。またその他、上記化合物を含む溶媒にレーザ素子を浸漬（ディッピング）した後、乾燥するという操作を繰り返して形成することも可能である。例えばＳｉＯ２とＺｒＯ２よりなる誘電体多層膜を形成する場合、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２を蒸着、スパッタ等の気相製膜技術で形成する他、Ｓｉを含む有機金属化合物の溶媒にレーザ素子を浸漬した後、乾燥し、酸素雰囲気でベーキングして酸化物とし、次にＺｒを含む有機金属化合物の溶媒にレーザ素子を浸漬し、乾燥した後、ベーキングして酸化物とする操作を繰り返すことにより誘電体多層膜を製膜可能である。但し好ましく膜厚制御の面で気相製膜技術を用いる方がよい。
【００１０】
基板の上に積層する窒化物半導体構造はダブルへテロ構造であればよく、例えば基板上に、ｎ型コンタクト層、ｎ型クラッド層、活性層、ｐ型クラッド層、ｐ型コンタクト層を順に積層した構造で実現可能である。基板にはサファイア（Ｃ面、Ａ面、Ｒ面も含む。）、ＳｉＣ（４Ｈ、６Ｈも含む。）、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、Ｓｉ等が使用でき、好ましくはサファイアあるいはＳｉＣを用いる。ｎ型コンタクト層としてはＧａＮ、ＡｌＧａＮ等の二元混晶、または三元混晶の半導体層が結晶性の良いものが得られる。特にＧａＮとすると電極材料と好ましいオーミックが得られる。但し、ｎ型とするには半導体層にＳｉ、Ｇｅ、Ｓ等のドナー不純物をドープする。次のｎ型クラッド層は活性層よりもバンドギャップが大きい窒化物半導体であれば良く、例えばＡｌＧａＮが好ましい。次の活性層はノンドープのｎ型ＩｎＧａＮとすると、およそ６３５ｎｍ〜３６５ｎｍ付近のバンド間発光が得られる。好ましくはインジウムのモル比をガリウムに対して半分以下にしたｎ型ＩｎＧａＮが結晶性が良く、レーザ素子の寿命が長い。次のｐ型クラッド層はｎ型クラッド層と同じく活性層よりもバンドギャップの大きい窒化物半導体であれば良く、例えばＡｌＧａＮが好ましい。またｐ型とするにはＺｎ、Ｍｇ、Ｃｄ等のＩＩ族元素、Ｃ（カーボン）等より構成されるアクセプター不純物を半導体層にドープする。またドープ後、さらに低抵抗なｐ型にする目的で４００℃以上でアニーリングを行っても良い。次のｐ型コンタクト層はｎ型コンタクト層と同じくＧａＮ、ＡｌＧａＮ等の二元混晶、または三元混晶の半導体層が結晶性の良いものが得られる。特にＧａＮとすると電極材料と好ましいオーミックが得られる。さらに前記レーザ素子の構造において、活性層を数十オングストロームの膜厚で３層以上積層した多層膜、つまり多重量子井戸構造としてもよい。さらにまた各窒化物半導体層の界面を格子整合させるため、各層のＩＩＩ族元素のモル比を調整して四元混晶（ＩｎＡｌＧａＮ）の窒化物半導体とすることもできるが、一般的には三元混晶、二元混晶の方が結晶性に優れている。特に好ましくは、活性層の膜厚を３００オングストロームよりも薄くすると共に、その活性層とｎ型クラッド層との間、および／または前記活性層とｐ型クラッド層との間に、活性層よりもバンドギャップが大きいｎ型またはｐ型のＩｎＧａＮ層を挟むことにより、活性層とクラッド層との界面からくる歪で、活性層を弾性的に変形するようにすると、歪量子井戸構造のレーザ素子が実現されるので、さらにレーザ発振が容易となる。
【００１１】
次に本発明の第三と第四について説明する。前記のように窒化物半導体層は劈開性を有していないので、劈開面を光共振面とすることは困難である。しかしなら、劈開面に近いような状態、つまり基板面に対し垂直で、鏡面に近い面を形成することにより、光共振面に近い状態とすることは可能である。その一つとして、第三の本発明のレーザ素子は、窒化物半導体がサファイア基板の［０００１］面（以下、Ｃ面という。）の表面に積層されてなり、さらに前記光共振面は、そのサファイア基板が数１、数２、数３、数４、数５、数６面（以下、数１面〜数６面をまとめてＭ面という。）の内のいずれかの面方位で割られた窒化物半導体面であり、その共振面に誘電体多層膜が形成されていることを特徴とする。つまり、サファイア基板の表面にレーザ素子の構造となるように積層された窒化物半導体ウェーハを基板の特定の面方位で割ることにより、できるだけ劈開面に近いような光共振面を得る。サファイアと共に割られた窒化物半導体面は完全な劈開面ではないので光損失が多い。そこでその窒化物半導体面を光損失のほとんどない完全な光共振面とするため、さらに誘電体多層膜を形成したものである。
【００１２】
図１にサファイア単結晶の面方位を表すユニットセル図を示す。本発明のレーザ素子を構成する窒化物半導体は、このユニットセル図に示すようなサファイア基板のＣ面に積層されて、Ｃ軸方向に配向されている。また、サファイア基板のＣ面とは［０００１］面に完全に一致していることはいうまでもなく、［０００１］面よりおよそ±１０゜以内の範囲でオフ角を有するＣ面であっても本発明の範囲に含まれるものとする。第３の本発明のレーザ素子はユニットセル図のＭ面、つまり、斜線部に示すような６角柱の側面でサファイアを割った際にできる窒化物半導体層の分割面を光共振面としている。
【００１３】
図２に本発明に係る一レーザ素子の斜視図を示し、図３に図２のレーザ素子をストライプ電極に垂直な方向で切断した際の断面図を示す。このレーザ素子はメサストライプ型の構造を示しており、サファイア基板１のＣ面上にＧａＮよりなるバッファ層２、Ｓｉドープｎ型ＧａＮよりなるｎ型コンタクト層３、Ｓｉドープｎ型ＡｌＧａＮよりなるｎ型クラッド層４、Ｓｉドープｎ型ＩｎＧａＮよりなる第二のｎ型クラッド層５、ノンドープＩｎＧａＮよりなる活性層６、Ｍｇドープｐ型ＡｌＧａＮよりなるｐ型クラッド層７、Ｍｇドープｐ型ＧａＮよりなるｐ型コンタクト層８とが積層されたダブルへテロ構造を有している。さらにｐ型コンタクト層８の表面にストライプ状の正電極１２と、ｎ型コンタクト層３の表面に同じくストライプ状の負電極１１が形成されている。
【００１４】
このレーザ素子はサファイア基板のＭ面で割られた対向する窒化物半導体面を基本的には光共振面としており、さらにこの面を完全な光共振面とするために、この窒化物半導体面とサファイア基板とに亙って、ＳｉＯ２とＴｉＯ２とがそれぞれ１０層ずつ交互に積層されてなる誘電体多層膜２０が形成されている。誘電体多層膜２０は対向した窒化物半導体層の表面にそれぞれ形成されており、活性層の発光はこの誘電体多層膜２０で反射されて完全な光共振面となる。なお、サファイアをＭ面で割った場合、窒化物半導体の光共振面は六方晶系の
【数７】
0003565202.tif 000002
面となることが多い。
【００１５】
ウェーハを割る手段として例えばスクライバー、またはダイサーを用いることができる。スクライバーを用いた場合、窒化物半導体が積層された面と反対側のサファイア基板をスクライブするのであるが、スクライブする前にそのサファイア基板を１５０μｍ以下、さらに好ましくは１００μｍ以下の厚さに研磨して薄くすることが望ましい。基板を１５０μｍ以下に研磨して薄くすることにより、Ｍ面から割れるように形成したスクライブラインからウェーハを割る際に、スクライブラインより真っ直ぐに割れ易くなり、割れた窒化物半導体層面が光共振面に近くなる。一方、ダイサーで割る場合には、同じく窒化物半導体が積層されていないサファイア基板側をハーフカットした後、ウェーハを圧し割ることにより光共振面を形成できる。ダイサーによるハーフカット、スクライバーでウェーハを割る際には前記のようにサファイア基板の厚さを１５０μｍ以下にすることにより、窒化物半導体層が基板に対して垂直に割れやすくなり、光共振面となる傾向にある。
【００１６】
次に第四の本発明のレーザ素子は、基板に対してほぼ垂直にエッチングされた窒化物半導体の端面が光共振面であり、この垂直にエッチングされた窒化物半導体面に誘電体多層膜が形成されていることを特徴とする。つまりこのレーザ素子も第三のレーザ素子と同じく、エッチングのみでは光損失の多い共振面しか得ることができないので、光損失のほとんどない完全な光共振面を得るため、さらに窒化物半導体のエッチング面の表面に活性層の波長を反射する誘電体多層膜を形成して、エッチング面を完全な光共振面としているのである。
【００１７】
エッチングされた窒化物半導体層を光共振面とするレーザ素子は特に図示しないが、例えば図２において、誘電体多層膜２０を形成している面が、窒化物半導体層側からエッチングした際のその窒化物半導体の端面であっても、同一図となるので省略する。なおエッチングで光共振面を形成する場合、窒化物半導体が積層される基板は特にサファイアでなくでもよく、前記のようにＳｉＣ、ＺｎＯ等の材料でもよいことはいうまでもない。
【００１８】
第四のレーザ素子の光共振面は、積層された窒化物半導体層の最表面に所定のマスクを形成した後、エッチングすることで形成可能である。エッチング手段としては、ドライエッチング、ウェットエッチング両方の手段があるが、窒化物半導体の端面を垂直にエッチングするにはドライエッチングが好ましい。ドライエッチングでは例えば、反応性イオンエッチング、イオンミリング、イオンビームアシストエッチング、集束イオンビームエッチング等の手段を用いることができる。
【００１９】
レーザ素子の具体的な構造を挙げると、利得導波型ストライプ型レーザとしては、電極ストライプ型、メサストライプ型、ヘテロアイソレーション型等を挙げることができる。またその他、作りつけ導波機構をもつストライプ型レーザとして、埋め込みヘテロ型、ＣＳＰ型、リブガイド型等を挙げることができる。これらの構造のレーザ素子に導波路として通常数μｍから２０μｍ程度の幅の電極を最上層（上記構造の例ではｐ型コンタクト層）に形成し、このストライプに沿って発振を起こさせる。発振するための光共振面には、例えばこのストライプに垂直な方向の窒化物半導体層表面に形成される。またこの他、面発光型のレーザを作製した場合、光共振面は窒化物半導体層中に形成されるが、本発明のレーザ素子では、面発光レーザの光共振面の少なくとも一方に前記した誘電体多層膜を形成することも可能である。
【００２０】
【作用】
窒化物半導体という劈開性のない半導体材料を用いてレーザ素子を実現する際、最初に述べたように反射鏡となる光共振面を形成することが非常に重要である。本発明では窒化物半導体層の光共振面に誘電体多層膜が形成されているので、誘電体多層膜により光損失が少なく優れた反射鏡として作用する。また前述した誘電体多層膜は光共振面の両方に形成することについて説明しているが、いずれか一方に形成しても、レーザ発振は可能である。例えば、光共振面の片方に誘電体多層膜を形成し、もう片方に金属薄膜よりなる反射鏡を形成することもできる。
【００２１】
さらに、その窒化物半導体レーザの発振波長が３６０ｎｍ〜４６０ｎｍの領域にある場合、光共振面にＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２よりなる群から選択された少なくとも二種類以上の薄膜が積層された誘電体多層膜を形成することにより、世界で初めて短波長領域のレーザ素子が実現できる。しかも、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２の材料は窒化物半導体と非常に良く密着して剥がれることもなく、前記短波長の光が連続的に長時間照射されても劣化することがなく、さらに好ましいことにレーザ素子の発熱に対して非常に耐熱性に優れているので、室温において長時間の連続発振可能となる。
【００２２】
また、サファイアのＣ面に窒化物半導体を積層したレーザ素子において、基板となるサファイア単結晶は窒化ガリウム系化合物半導体と異なり結晶性が非常に良く、図１に示すようにほぼ正確な六方晶系を有している。一方、窒化物半導体は六方晶系といえどもサファイア基板の上に必ずしも基板と一致した結晶形で積層されるわけではない。しかしサファイアの結晶系が安定しているならば、安定したサファイアの方でウェーハを割ってやることにより、窒化物半導体を安定して割れ易くすることが可能となり、あたかも窒化ガリウム系化合物半導体で劈開面を形成したかのような状態にできるのである。特に、図１の斜線部で示すようにサファイアのＭ面は必ず対向するもう一方のＭ面を有しているため、それらのＭ面でウェーハを割ることによって対向する光共振面が形成される。この共振面にさらに誘電体多層膜が形成されると、完全な反射鏡ができるので窒化物半導体は容易にレーザ発振する。
【００２３】
同様に、エッチングにより窒化物半導体層に垂直な端面を形成し、その端面を光共振面としても、反射鏡としては未だ不十分であるので、その端面に誘電体多層膜を形成することにより、光を完全に閉じこめられるので窒化物半導体が容易にレーザ発振する。
【００２４】
【実施例】
［実施例１］
図２および図３を用いて実施例１を説明する。まず、厚さ３５０μｍのサファイア基板１上に、ＧａＮよりなるバッファ層２を２００オングストローム、Ｓｉドープｎ型ＧａＮよりなるｎ型コンタクト層３を５μｍ、Ｓｉドープｎ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎよりなるｎ型クラッド層４を０．１μｍ、Ｓｉドープｎ型Ｉｎ０．０１Ｇａ０．９９Ｎよりなる第二のｎ型クラッド層５を５００オングストローム、ノンドープＩｎ０．０８Ｇａ０．９２Ｎよりなる活性層６を１００オングストローム、Ｍｇドープｐ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎよりなるｐ型クラッド層７を０．１μｍ、Ｍｇドープｐ型ＧａＮよりなるｐ型コンタクト層８を０．５μｍの膜厚で順に成長させたウェーハを用意する。
【００２５】
次に、このウェーハのｐ型コンタクト層７の表面に所定の形状でマスクを形成した後、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を用いて、窒化物半導体層をエッチングし、ｎ型コンタクト層３を露出させる。ｎ型コンタクト層３を露出させた後、ｎ型コンタクト層３にはＴｉ／Ａｌよりなる負電極１１を２０μｍの幅で形成し、ｐ型コンタクト層７にはＮｉ／Ａｕよりなる正電極１２を３μｍの幅で形成する。なお電極の形状は図２、図３に示すようなストライプ形状とする。
【００２６】
次に、サファイア基板１の窒化物半導体層を形成していない方の面を研磨機で８０μｍの厚さまで研磨する。研磨後、サファイア基板の研磨面をスクライバーでスクライブする。スクライブ方向はストライプ電極と直交するスクライブラインがサファイア基板のＭ面と一致するようにし、もう一方のスクライブラインはストライプ電極と平行な方向とする。スクライブライン形成後、ウェーハをローラで押し割り、レーザチップとする。このレーザチップは図２に示すような形状を有しており、ウェーハを割って露出した窒化物半導体面が光共振面とされており、発光波長４２０ｎｍである。
【００２７】
次にレーザチップの電極面全体にマスクを施したのち、スパッタ装置で露出した窒化物半導体面にＳｉＯ２よりなる薄膜を７５ｎｍで形成し、その上にＺｒＯ２よりなる薄膜を同じく４８ｎｍで形成し、このペアを１０ペア積層した透明な誘電体多層膜２０を形成する。このようにして形成された誘電体多層膜の反射率曲線を図４に示す。図４に示すようにＳｉＯ２とＺｒＯ２よりなる誘電体多層膜は３８０ｎｍ〜４５０ｎｍ付近の波長を１００％反射できる。
【００２８】
このようにして得られたレーザ素子をヒートシンクに設置し、それぞれの電極をワイヤーボンドした後、室温でレーザ発振を試みたところ、しきい値電流密度１．５ｋＡ／ｃｍ２で発振波長４２０ｎｍのレーザ発振が確認され、１００時間以上の連続発振を示した。
【００２９】
［実施例２］
実施例１のレーザ素子の活性層の組成をＩｎ０．１５Ｇａ０．９５Ｎとしたウェーハを用意する。なおこのレーザ素子の発光波長は４６０ｎｍである。その後基板を研磨してストライプ状の電極を形成した後、ウェーハをサファイアのＭ面で割る迄は実施例１と同様にしてレーザチップを作製する。
【００３０】
次に実施例１と同じく露出した窒化物半導体面にＳｉＯ２よりなる薄膜を８２ｎｍ、ＴｉＯ２よりなる薄膜を３８ｎｍの膜厚で１０ペア形成する。なおＳｉＯ２とＴｉＯ２よりなる薄膜の反射率曲線は特に図示しないが、４６０ｎｍの反射率はほぼ１００％を示している。
【００３１】
このようにして得られたレーザ素子を実施例１と同様にヒートシンクに設置し、それぞれの電極をワイヤーボンドした後、室温でレーザ発振を試みたところ、しきい値電流密度１．５ｋＡ／ｃｍ２で発振波長４６０ｎｍのレーザ発振が確認され、同じく１００時間以上の連続発振を示した。
【００３２】
［実施例３］
実施例１のウェーハのｎ型コンタクト層を露出させた後、マスクを除去し、さらにｐ型コンタクト層の表面に所定の形状のマスク（このマスク形状は後に形成するストライプ状の電極と垂直、および平行となるようなラインが露出している。）を形成する。マスク形成後ＲＩＥエッチング装置を用いＳｉＣｌ４ガスで窒化物半導体をサファイア基板が露出するまでエッチングする。
【００３３】
エッチング後、実施例１と同様にして正電極、負電極を形成した後、先ほどのエッチングにより露出したサファイア基板をスクライブまたは、ダイシングしてチップ状のレーザ素子に分離する。後は実施例１と同様にして、電極と直交して露出した窒化物半導体面に誘電体多層膜を形成してレーザ素子とする。このようにして得られたレーザ素子も実施例１と同じく、室温でレーザ発振し、しきい値電流密度１．５ｋＡ／ｃｍ２で発振波長４２０ｎｍのレーザ発振が確認され、１００時間以上の連続発振を示した。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のレーザ素子は光共振面となる窒化物半導体面に発振波長に応じた反射率を有する誘電体多層膜を形成しているので、反射鏡としての光共振面が活性層の光を互いにほぼ１００％反射することにより、レーザ発振が可能となる。３６０ｎｍ〜４６０ｎｍの短波長のレーザ発振において、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２という窒化物半導体にふさわしい材料で誘電体多層膜を形成したことによって室温での短波長のレーザ発振が可能となる。このように短波長域のレーザ素子が実現されたことにより、書き込み用光源、コンパクトディスクの光源として記録密度が飛躍的に向上し、その産業上の利用価値は非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】サファイア単結晶の面方位を表すユニットセル図。
【図２】本発明の一実施例に係るレーザ素子の形状を示す斜視図。
【図３】図２のレーザ素子の構造を示す模式断面図。
【図４】本発明の一レーザ素子の光共振面に形成された誘電体多層膜の反射率曲線を示す図。
【符号の説明】
１・・・・サファイア基板
２・・・・バッファ層
３・・・・ｎ型コンタクト層
４・・・・ｎ型クラッド層
５・・・・第二のｎ型クラッド層
６・・・・活性層
７・・・・ｐ型クラッド層
８・・・・ｐ型コンタクト層
１１・・・負電極
１２・・・正電極
２０・・・誘電体多層膜
【図１】
0003565202.tif 000003
【図２】
0003565202.tif 000004
【図３】
0003565202.tif 000005
【図４】
0003565202.tif 000006