(57)【要約】【課題】窒化物半導体層上に、クラックを発生することなく、十分な放熱性を確保することができ、信頼性の高い窒化物半導体レーザ素子を提供することを目的とする。【解決手段】基板１０と、基板１０上に積層され、その表面にリッジを有する窒化物半導体層１３と、窒化物半導体層１３と電気的に接続する電極１６とを備えた窒化物半導体レーザ素子であって、リッジ１４側面からリッジ１４両側の窒化物半導体層１３の表面に、格子定数が膜内において異なるＡｌ含有窒化物膜からなる第１膜１５ａを保護膜１５として備えている窒化物半導体レーザ素子。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に積層され、その表面にリッジを有する窒化物半導体層と、該窒化物半導体層と電気的に接続する電極とを備えた窒化物半導体レーザ素子であって、
前記リッジ側面から該リッジ両側の窒化物半導体層の表面に、膜厚方向に結晶性が異なる２以上の部位を有するＡｌ含有窒化物膜からなる第１膜を保護膜として備えていることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記保護膜が、第１膜上に、多結晶又はアモルファスであり、前記第１膜と異なる組成の窒化膜からなる第２膜を備える請求項１に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記第１膜は、窒化物半導体層側が前記窒化物半導体層と同軸配向であり、膜厚方向に、結晶性が異なる部位が存在する請求項１又は２に記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記第１膜は、窒化物半導体層側がＣ軸配向であり、膜厚方向に、結晶性が異なる部位が存在する請求項１から３のいずれか１つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項５】
第１膜は、六方晶構造の結晶を含む請求項１から４のいずれか１つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項６】
第２膜が、ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、０≦ｘ＋ｙ≦１）である請求項２から５のいずれか１つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項７】
前記第１膜は、窒化物半導体層側に単結晶を含有する請求項１から６のいずれか１つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【請求項８】
基板と、該基板上に積層され、その表面にリッジを有する窒化物半導体層と、該窒化物半導体層と電気的に接続する電極とを備えた窒化物半導体レーザ素子であって、
前記リッジ側面から該リッジ両側の窒化物半導体層の表面に、Ｘ線回折法によるωスキャンにより測定されたロッキングカーブが複数のピークを有するＡｌ含有窒化物膜からなる第１膜を保護膜として備えていることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項９】
基板と、該基板上に積層され、その表面にリッジを有する窒化物半導体層と、該窒化物半導体層と電気的に接続する電極とを備えた窒化物半導体レーザ素子であって、
前記リッジ側面から該リッジ両側の窒化物半導体層の表面に、Ｘ線回折法によるω／２θスキャンにより測定されたロッキングカーブが膜厚を示す周期性を有するピーク以外の複数のピークを有するＡｌ含有窒化物膜からなる第１膜を保護膜として備えていることを特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
【請求項１０】
前記第１膜は、Ｘ線回折法によるωスキャンにより測定されたロッキングカーブの半値幅が０．５°以下である請求項１から９のいずれか１つに記載の窒化物半導体レーザ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体レーザ素子に関し、より詳細には、リッジ導波路構造を有した窒化物半導体レーザ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体は、ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、０≦ｘ＋ｙ≦１）を含む窒化物半導体によって形成されており、特に有望視されている構造として、リッジ導波路構造を有するものがある。このような構造の半導体レーザ素子は、通常、リッジ側面から、リッジ両側の窒化物半導体層の表面にわたって、光閉じ込めを行うために、保護膜が形成されている。
このような保護膜は、窒化物半導体層との屈折率差、密着性などを考慮して、例えば、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3等の酸化物誘電体又はＡｌＮ等の窒化物誘電体によって形成されている（例えば、特許文献１等参照）。ＡｌＮは、熱伝導率が高いために、リッジ両側を被覆する保護膜として有用である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４６４５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、半導体層上にＡｌＮ膜を、レーザ素子の特性を損なわず、放熱性に寄与する程度の比較的厚膜を半導体層と密着性よく成膜しようとすると、半導体層との格子定数の差によって、ＡｌＮ膜中にクラックが入るという問題があり、薄膜状で形成しようとすると、絶縁性が確保できず、リークが発生することがあるという課題がある。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、特に、窒化物半導体層上に、クラックを発生することなく、十分な放熱性を確保することができ、信頼性の高い窒化物半導体レーザ素子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】
【０００６】
本発明の窒化物半導体レーザ素子は、
基板と、該基板上に積層され、その表面にリッジを有する窒化物半導体層と、該窒化物半導体層と電気的に接続する電極とを備えた窒化物半導体レーザ素子であって、
前記リッジ側面から該リッジ両側の窒化物半導体層の表面に、膜厚方向に結晶性が異なる２以上の部位を有するＡｌ含有窒化物膜からなる第１膜を保護膜として備えていることを特徴とする。
【０００７】
このような窒化物半導体レーザ素子では、以下の１以上を備えることが好ましい。
前記保護膜が、第１膜上に、多結晶又はアモルファスであり、前記第１膜と異なる組成の窒化膜からなる第２膜を備える。
前記第１膜は、窒化物半導体層側が前記窒化物半導体層と同軸配向であり、膜厚方向に、結晶性が異なる部位が存在する。
前記第１膜は、窒化物半導体層側がＣ軸配向であり、膜厚方向に、結晶性が異なる部位が存在する。
第１膜は、六方晶構造の結晶を含む。
第２膜が、ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、０≦ｘ＋ｙ≦１）である。
前記第１膜は、窒化物半導体層側に単結晶を含有する。
【０００８】
また、本発明の窒化物半導体レーザ素子は、
基板と、該基板上に積層され、その表面にリッジを有する窒化物半導体層と、該窒化物半導体層と電気的に接続する電極とを備えた窒化物半導体レーザ素子であって、前記リッジ側面から該リッジ両側の窒化物半導体層の表面に、
（１）Ｘ線回折法によるωスキャンにより測定されたロッキングカーブが複数のピークを有するか、あるいは、
（２）Ｘ線回折法によるω／２θスキャンにより測定されたロッキングカーブが膜厚を示す周期性を有するピーク以外の複数のピークを有する
Ａｌ含有窒化物膜からなる第１膜を保護膜として備えていることを特徴とする。
【０００９】
上述したいずれの本発明の窒化物半導体レーザ素子でも、第１膜は、Ｘ線回折法によるωスキャンにより測定されたロッキングカーブの半値幅が０．５°以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、窒化物半導体層上に、クラックを発生することなく、十分な放熱性を確保することができ、信頼性を向上させた窒化物半導体レーザ素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の窒化物半導体レーザ素子の構造を説明するための要部の概略断面図である。
【図２】本発明の保護膜の積層状態を説明する概略断面図である。
【図３】材料の結晶性について説明するための電子線回像である。
【図４Ａ】本発明の窒化物半導体レーザ素子の第１膜の上面からのＸＲＤ分析結果（ωスキャン）を示すグラフである。
【図４Ｂ】本発明の窒化物半導体レーザ素子の第１膜の上面からのＸＲＤ分析結果（ω／２θスキャン）を示すグラフである。
【図４Ｃ】比較のための窒化物半導体レーザ素子の第１膜の上面からのＸＲＤ分析結果（ω／２θスキャン）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の窒化物半導体レーザ素子は、主として、図１に示すように、基板１０、窒化物半導体層、つまり、ｎ側窒化物半導体層１１、活性層１２、ｐ側窒化物半導体層１３、電極１６及び保護膜１５を含んで構成される。
保護膜は、埋込膜とも称されるものであり、通常、窒化物半導体層の表面からリッジ１４の側面にわたって形成されている。つまり、この保護膜は、窒化物半導体層上であって、窒化物半導体層と後述する電極とが直接接触して、電気的な接続をとる領域以外の領域に形成されている。
ここで、窒化物半導体層と電極との接続領域としては、特にその位置、大きさ、形状等は限定されず、窒化物半導体層の表面の一部、例えば、窒化物半導体層の表面に形成されるストライプ状のリッジ上面のほぼ全面又はリッジ上面のほぼ全面からその両側にわたる部分が例示される。
【００１３】
保護膜は、少なくとも第１膜からなる。
第１膜は、リッジの側面から、リッジの両側の窒化物半導体表面に直接接触して形成されている。
第１膜は、Ａｌ含有窒化物膜からなる。Ａｌ含有窒化物膜としては、熱伝導率の良好な材料が挙げられ、例えば、熱伝導率が０℃において１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、好ましくは５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、さらに１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料が好ましい。具体的には、ＡｌＮが挙げられる。これにより、従来から埋込膜として形成されているＳｉ、Ｃｅ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｚｎ等の酸化物、窒化物、酸化窒化物等の絶縁膜に比較して、より優れた放熱性を確保することができる。
【００１４】
第１膜は、結晶性が膜内において異なる、つまり、膜内において結晶性が変化している部位を含む。つまり、この第１膜は、結晶格子の相当異なる窒化物半導体層上に形成されるために応力を内在していることから、クラックを生じやすくなっている。そのため、第１膜がその膜内において、結晶性の異なる部位を包含することにより、窒化物半導体層、特にｐ側半導体層に対する結晶性の差異に起因して第１膜に負荷される応力を緩和することができ、第１膜にクラックが生じることを有効に防止することができる。その結果、リッジ基底部近傍等において絶縁性を確保することができるとともに、クラック等によるリーク電流の発生を回避することができる。
【００１５】
ここで、第１膜の結晶性は、電子線による回折像によって容易に判定することができる。
一般に、膜の材料の結晶度合いの大きさによって、単結晶、多結晶、アモルファスに分類される。
単結晶は、通常の状態では、材料中で格子定数の変動がほぼなく、格子面傾斜がほぼないものである。言い換えると、材料中で原子配列が規則的に並び、長距離的な秩序が保たれたものであり、格子定数の変動がほぼなく、格子面傾斜がほぼないものである。
多結晶とは、多数の微小な単結晶、すなわち微結晶から構成されているものである。
アモルファスは、結晶におけるような周期的構造をもたないもの、つまり原子配列が不規則、長距離秩序がないものを意味する。
【００１６】
これらの材料に電子線を入射することによって、格子定数の大きさと面方向に対応して、電子線回折像が規則正しく表れることが知られている。例えば、単結晶の場合は、結晶面が略そろっているため、図３Ａのように規則正しく回折点が並んでいる。多結晶の場合は、微結晶から構成されるため、それぞれの格子面の向きがそろっておらず、図３Ｂのように回折点が複雑に合わさった状態でみられたり、デバイリングがみられたりする。一方、アモルファスの場合、原子配列が長距離に周期的な構造をもたないため、電子線回折がおこらない。したがって、回折像に回折点はなく、図３Ｃのようになる。
【００１７】
本発明では、結晶性が異なるとは、軸方向（配向性）又は／及び格子定数が異なっていることを意味する。この場合、第１膜の窒化物半導体層に隣接する部位において窒化物半導体層と近い結晶性を有し、遠ざかるにつれて異なっていてもよいし、第１膜の窒化物半導体層に遠い部位において、窒化物半導体層と近い結晶性を有し、近づくにつれて異なっていてもよく、窒化物半導体層に遠い／近いにかかわらず、その面内又は膜厚方向に窒化物半導体層と近い結晶性及びそれと異なる結晶性を有してればよい。
【００１８】
第１膜の結晶性の形態としては、窒化物半導体層側においては、窒化物半導体層と同軸配向で成長させ、窒化物半導体層から離れるにしたがって、結晶性が変化することが好ましい。これにより、第１膜の下地となる窒化物半導体層との密着性を確保しつつ、クラックの発生を抑制することができる。
第１膜は、単結晶を含有する膜、特に、窒化物半導体層と接触する側において単結晶を含有することが好ましい。本願において、単結晶を含有する膜は、必ずしも膜内全部に渡って単結晶でなくてもよく、多少の多結晶の部分が存在してもよい。また、単結晶を含有する膜は、部分的に結晶の配向性が乱れている、言い換えると、配向軸の方向が異なっていてもよい。
さらに、多結晶を含有する膜であってもよく、部分的に膜内において単結晶を含んでいてもよい。この場合、多結晶であっても、軸配光の配向性の優勢又は傾向が認められることから、多結晶の部分において結晶性が変化している（異なる）部分が認められればよい。
第１膜は、窒化物半導体層側が窒化物半導体層と同軸配向であることが好ましい。また、リッジの底面と、リッジの側面とでは、異なる配向を有していてもよい。例えば、リッジの底面においてはＣ軸配向、リッジの側面においてはＭ軸配向となっていてもよい。
本願発明者が実験したところ、Ｃ軸配向の窒化物半導体層の上にＣ軸配向させたＡｌＮと、Ｍ軸配向の窒化物半導体層の上にＭ軸配向させたＡｌＮとでは、Ｃ軸配向のＡｌＮのほうが、半値幅が小さい傾向があることを見出した。なお、半値幅が小さい程、膜の結晶性が良好であることを示す。このことから、窒化物半導体層側がＣ軸配向であることがより好ましい。
さらに、Ｍ軸配向の窒化物半導体層の上に第１膜としてＡｌＮをＭ軸配向させ、第１膜がその上にＭ軸配向とＣ軸配向とが混在する領域を有し、第１膜の最も上面においてＣ軸配向となっていてもよい。
また、第１膜は、六方晶構造の結晶を含有する膜であることが好ましい。特に、窒化物半導体層側において、Ｃ軸配向をした六方晶構造の結晶を含有することが好ましい。
【００１９】
第１膜の格子定数は、Ａｌ含有窒化物膜である第１膜の物質固有値から窒化物半導体層の物質固有値の範囲内で異なっていることが好ましい。ここでの物質固有値とは、それぞれ、Ａｌ含有窒化物又は窒化物半導体自体が有する物質固有値としての格子定数であり、一般に文献に記載されている値を意味する。この文献としては、例えば、「アドバンスト  エレクトロニクスＩ-１  III-V族化合物半導体」（株式会社培風館発行）等が挙げられる。具体的には、ＡｌＮでは、Ｃ軸方向の格子定数は４．９８０、Ａ軸方向の格子定数は３．１１１、ＧａＮでは、Ｃ軸方向の格子定数は５．１６６６、Ａ軸方向の格子定数は３．１８０である。なお、ＩｎＧａＮでは、Ｉｎの混晶比によるが、Ｉｎの混晶比を５〜５０％とすると、Ｃ軸方向の格子定数は５．２１０〜５．４４２、Ａ軸方向の格子定数は３．２０７〜３．３６３となる。
【００２０】
例えば、窒化物半導体層がＧａＮであり、第１膜がＡｌＮである場合、第１膜のＡｌＮのＣ軸方向の格子定数は、ＧａＮの５．１６６６からＡｌＮの４．９８０の範囲内の格子定数を有し、Ａ軸方向の格子定数はＧａＮの３．１８０からＡｌＮの３．１１１の範囲内の格子定数を有することが好ましい。
この場合、第１膜の格子定数は、窒化物半導体層側から表面に向かって小さくなる、つまり、ＧａＮの格子定数からＡｌＮの格子定数に近くなるように変化していることが好ましい。これにより、窒化物半導体層と第１膜との密着性を向上させることができる。
【００２１】
一方、第１膜の格子定数は、窒化物半導体層側から表面に向かって大きくなる、つまり、ＡｌＮの格子定数からＧａＮの格子定数からに近くなるように変化していてもよい。これにより、第１膜を厚膜に成長させた場合であっても、第１膜のクラックの発生を抑制することができる。
【００２２】
このように、第１膜内での軸方向又は格子定数の変化は、膜厚方向において異なっていることが適している。ただし、膜厚方向の全てにおいて変化していなくてもよく、膜厚方向の一部において、軸方向又は格子定数が窒化物半導体層側と異なる部位が存在していればよい。
これにより、窒化物半導体層との格子定数を緩和することができ、第１膜へのクラックの発生を確実に防止することができる。つまり、第１膜内の窒化物半導体層に接触する側においては、窒化物半導体層の格子定数又は配向性に支配され、比較的窒化物半導体層の物質固有の格子定数に近い値となる配向が優勢となっており、窒化物半導体層から離れるにつれて第1膜の配向性が異なる領域を有することにより、格子緩和を起こし、クラックを抑制することができる。その結果、窒化物半導体層の結晶に対応して、窒化物半導体層に対する応力を最小限に止めることができる。
【００２３】
第１膜内での軸方向又は格子定数の変化は、例えば、第１膜のＸ線回折法によって確認することができる。
一般に、膜内においてほぼ均一な結晶性を有する膜を測定すると、ωスキャンのグラフは、単一のピークを示す（例えば、図４Ａの点線及びピークＤ参照）。このピークが複数出現している場合には、第１膜内での軸方向又は格子定数が変化していると判断することができる（例えば、図４Ａの実線及びピークＡ〜Ｃ参照）。
ω／２θスキャンのグラフでは、一般に、膜内においてほぼ均一な結晶性を有する膜を測定すると、例えば、図４Ｃに示すように、単一のピーク（ピークＰAlN）を示し、その両側に膜厚を示す周期性を有するピーク（ピークＰｂ）が現れる。この膜厚を示す周期性を有するピーク以外のピークが（例えば、図４ＢのピークＰａ参照）見られる場合には、第１膜内での軸方向又は格子定数が変化していると判断することができる。
第１膜は、このようなＸ線回折法によるωスキャンにより測定されたロッキングカーブの半値幅が、例えば、０．５°以下であることが適している。実際、図４Ａにおいて、ロッキングカープの半値幅が、０．５°以下であることを確認している。なお、半値幅が小さい程、膜の結晶性が良好であることを示す。半値幅をこのような範囲にすることにより、結晶性の良い膜となり、放熱性を向上させることができる。
【００２４】
Ｘ線回折法は、例えば、以下の条件として上述したスキャンを実施することができる。
使用Ｘ線：ＣｕＫα線（λ＝０．１５４ｎｍ）、モノクロメータ：Ｇｅ(２２０)、測定方法：ωスキャン又はω／２θスキャン、ステップ幅：０．０１°、スキャンスピード：０．２秒／ステップ。
【００２５】
また、本発明の窒化物半導体レーザ素子においては、上述した第１膜とは別に、単に、第１膜が、Ｘ線回折法によるωスキャンにより測定されたロッキングカーブが複数のピークを有するＡｌ含有窒化物膜からなるか、あるいは、Ｘ線回折法によるω／２θスキャンにより測定されたロッキングカーブが膜厚を示す周期性を有するピーク以外の複数のピークを有するＡｌ含有窒化物膜からなる膜であってもよい。このような膜においても、Ｘ線回折法によるωスキャンにより測定されたロッキングカーブの半値幅が、例えば、０．５°以下であることが適している。
このようなピークを有することにより、上述したように、第１膜へのクラックの発生を確実に防止することができる。その結果、窒化物半導体層の結晶に対応して、窒化物半導体層に対する応力を最小限に止めることができる。
【００２６】
本発明の保護膜は、第１膜の上に、第２膜が積層された積層構造であることが好ましい。
具体的には、図２（ａ）〜（ｅ）に示したように、リッジ１４の側面を完全に被覆するか否かにかかわらず、第１膜１５ａが第２膜１５ｂから一部を露出するように積層された状態（図２（ａ）、（ｂ）、（ｅ））、第１膜１５ａが第２膜１５ｂに完全に被覆された積層状態（図２（ｃ）、（ｄ））等が挙げられる。
【００２７】
第２膜は、第１膜と異なる組成を有し、多結晶又はアモルファスの窒化膜からなる。
第２膜は、絶縁体、誘電体、半導体、導電体（例えば、金属）のいずれから形成されていてもよいが、放熱性の良好な材料からなることが好ましい。例えば、熱伝導率が０℃において１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、好ましくは５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、さらに１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料が好ましい。具体的には、ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、０≦ｘ＋ｙ≦１）が挙げられ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ等が適している。
【００２８】
つまり、放熱性の良好な保護膜を窒化物半導体層に密着性良く形成する場合に、その材料固有の特性等の問題から、所望される程度の厚膜で形成することが困難であることが多い。その一方、保護膜には、良好な放熱性を有し、リークを発生させない程度の絶縁性又はその上に形成される電極による光の吸収を最小限にとどめるために、電極と活性層との距離を稼ぐための膜厚が要求される。また、製造工程で晒される酸又はアルカリ等の化学物質に耐性を有するという種々の機能を備えることが意図される。
このようなことから、本発明においては、窒化物半導体層と直接接触する第１膜として、放熱性の良好な材料を選択するとともに、この第１膜上に第２膜を形成することにより、第１膜の有効な機能を最大限に発揮させるとともに、第１膜に対して上述した多種多様な機能を補うことができ、得られる窒化物半導体レーザの特性を向上及び安定させることができる。
【００２９】
第２膜は、多結晶又はアモルファスからなる膜であればよい。第２膜は、第１膜の機能を発揮又は補うために設けられる膜であるために、第１膜とはその組成が異なる材料によって形成される。よって、第２膜を単結晶の膜で形成した場合には、第１膜との間に、顕著な格子定数の差異を生じさせることとなる。そのために、第２膜を、多結晶又はアモルファスからなる膜とすることにより、第１膜との間の格子定数の差異に起因するさらなる応力の発生を回避して、クラック及びリークの発生を防止することができる。さらに、第２膜を多結晶又はアモルファスからなる膜とすることにより、窒化物半導体層から第１膜に伝播された転位や第１膜内で発生した転位を電極と接触する面に露出させずに、第１膜と第２膜の界面で遮断することができる。
【００３０】
第２膜は、第１膜よりも薄膜であることが好ましい。これによって、保護膜の応力を効果的に抑制することができる。
例えば、保護膜は、６０ｎｍ〜７００ｎｍ程度の総膜厚であることが適しており、２００〜５００ｎｍ程度の総膜厚であることが好ましい。この範囲の総膜厚とすることにより、絶縁性を確保し、光閉じ込めの効果を有し、かつ電極による光吸収を有効に防止することができる。また、応力による保護膜の剥がれや割れを抑止することができる。
第２膜は、保護膜の３〜２０％程度の膜厚、さらに４〜１０％程度の膜厚であることが適している。
具体的には、第１膜は、５０ｎｍ以上、好ましくは８０ｎｍ以上の膜厚が挙げられる。
第２膜は、１０〜１００ｎｍ程度、好ましくは２０〜５０ｎｍ程度の膜厚が挙げられる。
第２膜は積層構造でもよい。この場合、その材料又は組成、結晶系、成膜方法等のいずれか又は２以上が異なる膜の積層構造とすることができる。
【００３１】
例えば、保護膜を形成する多層膜において、窒化物半導体層に接触する第１膜の放熱性が悪いと、活性層で発生した熱を逃がすことができず、結果として特性、特性の安定性及び寿命等に不利となる。第１膜がアモルファスの膜では、窒化物半導体層との密着性が不十分となり、保護膜の剥がれが生じたり、熱の伝わりが悪くなったりすることになる。これでは、窒化物半導体レーザ素子の長寿命を確保することができない。保護膜を単結晶の単層構造とすれば、保護膜と窒化物半導体との間の応力が大きくなる。そのため、所望の膜厚を確保しようとすれば保護膜や窒化物半導体層に割れが生じ、この割れによってリークが生じ、窒化物半導体レーザ素子の劣化速度が大きくなる。
一方、本発明のように、保護膜を第１膜とすることにより、これらの課題を解消することができる。
【００３２】
保護膜は、当該分野で公知の方法によって形成することができる。例えば、蒸着法、スパッタ法、反応性スパッタ法、ＥＣＲプラズマスパッタ法、マグネトロンスパッタ法、イオンビームアシスト蒸着法、イオンプレーティング法、レーザアブレーション法、ＣＶＤ法、スプレー法、スピンコート法、ディップ法又はこれらの方法の２種以上を組み合わせる方法、あるいはこれらの方法と酸化処理（熱処理）とを組み合わせる方法等、種々の方法を利用することができる。
【００３３】
特に、結晶性を有した膜を得るためには、ＥＣＲプラズマスパッタ法を用いることが適している。その成膜条件は、例えば、マイクロ波電力３００〜８００Ｗ、ＲＦ電力３００〜８００Ｗ、アルゴン流量１０〜４０ｓｃｃｍの場合に、窒素流量を５〜２０ｓｃｃｍとすることが適している。
また、保護膜、つまり、第１膜の形成途中及び／又は後、第２膜の形成途中及び／又は後等の任意の段階で、加熱処理を行うことが適している。加熱処理は、例えば、１５０℃以上の温度が挙げられる。
【００３４】
保護膜は、一般に、窒化物半導体層よりも屈折率が小さな絶縁材料によって形成されている。具体的には、屈折率が２．４以下のものが適している。屈折率は、エリプソメトリーを利用した分光エリプソメータ、具体的には、Ｊ．Ａ．ＷＯＯＬＬＡＭ社製のＨＳ−１９０等を用いて測定することができる。
【００３５】
本発明の窒化物半導体レーザ素子としては、例えば、図１に示したように、ｐ側電極１６とｎ側電極１９は、基板１０に対して異なる主面側に形成されている。基板１０の第１主面上に、窒化物半導体層として、ｎ側半導体層１１、活性層１２、ｐ側半導体層１３がこの順に形成されている。窒化物半導体の表面にはリッジ１４が形成されており、リッジ１４の側面から、窒化物半導体層の表面にわたって上述した保護膜１５が第１膜１５ａ、第２膜１５ｂの２層構造で形成されている。
リッジ１４上面にはｐ側電極１６が形成されている。基板１０の第２主面側にはｎ側電極１９が形成されている。
さらに、窒化物半導体層の側面から、上面にかけて、窒化物半導体層を保護するために、リッジ１４の側面から連続して、保護膜１５が形成されている。保護膜１５、ｐ側電極１６の上面には、ｐパッド電極１８が形成されている。
【００３６】
本発明において、基板１０は、導電性基板であることが適している。基板としては、例えば、第１主面及び／又は第２主面に０°より大きく１０°以下のオフ角を有する窒化物半導体基板であることが好ましい。その膜厚は、例えば、５０μｍ以上１０ｍｍ以下が挙げられる。例えば、特開２００６−２４７０３号公報に例示されている種々の基板等の公知の基板、市販の基板等を用いてもよい。
窒化物半導体基板は、ＭＯＣＶＤ法、ＨＶＰＥ法、ＭＢＥ法等の気相成長法、超臨界流体中で結晶育成させる水熱合成法、高圧法、フラックス法、溶融法等により形成することができる。
【００３７】
窒化物半導体層としては、一般式ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）を含むものを用いることができる。また、これに加えて、III族元素としてＢが一部に置換されたものを用いてもよいし、Ｖ族元素としてＮの一部をＰ、Ａｓで置換されたものを用いてもよい。ｎ側半導体層は、ｎ型不純物として、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓ、Ｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、ＣｄなどのＩＶ族元素又はＶＩ族元素等のいずれか１つ以上を含有していてもよい。また、ｐ側半導体層は、ｐ型不純物として、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｓｒ等を含有していてもよい。不純物は、例えば、５×１０16／ｃｍ3〜１×１０21／ｃｍ3程度の濃度範囲で含有されていることが好ましい。
【００３８】
活性層は、多重量子井戸構造又は単一量子井戸構造のいずれでもよい。
窒化物半導体層は、ｎ側半導体層とｐ側半導体層に光の導波路を構成する光ガイド層を有することで、活性層を挟んだ分離光閉じ込め型構造であるＳＣＨ（Separate Confinement Heterostructure）構造とすることが好ましい。但し、本発明は、これらの構造に限定されるものではない。
【００３９】
窒化物半導体層の成長方法は、特に限定されないが、ＭＯＶＰＥ（有機金属気相成長法）、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）、ＨＶＰＥ（ハイドライド気相成長法）、ＭＢＥ（分子線エピタキシー法）など、窒化物半導体の成長方法として知られている全ての方法を好適に用いることができる。特に、ＭＯＣＶＤ又はＭＢＥは結晶性良く成長させることができるので好ましい。
【００４０】
窒化物半導体層、つまり、ｐ側半導体層の表面には、リッジが形成されている。リッジは、導波路領域として機能するものであり、その幅は１．０μｍ〜３０．０μｍ程度、さらに、１．０μｍ〜３．０μｍ程度が好ましい。その高さ（エッチングの深さ）は、ｐ側半導体層を構成する層の膜厚、材料等、さらに光閉じ込めの程度等を適宜調整することができ、例えば、０．１〜２μｍが挙げられる。リッジは、共振器方向の長さが１００μｍ〜２０００μｍ程度になるように設定することが好ましい。また、共振器方向においてすべて同じ幅でなくてもよいし、その側面が垂直であっても、テーパー状であってもよい。この場合のテーパー角は４５°〜９０°程度が適当である。
【００４１】
リッジの形成は、当該分野で通常用いられる方法により形成することができる。例えば、フォトリソグラフィ及びエッチング工程が挙げられる。この際のエッチングは、ドライエッチング（例えば、ＲＩＥ法）、ウェットエッチングのいずれでもよいし、双方を、この順序又は逆の順序で、行ってもよい。なかでも、窒化物半導体の表面をドライエッチング、続いてウェットエッチングすることが好ましい。このようなリッジの形成により、上述した第１膜及び第２膜からなる保護膜を形成することができる。
【００４２】
本発明における電極は、ｐ及びｎ側窒化物半導体層と電気的に接続された一対の電極をさす。ｐ側電極は、窒化物半導体層及び保護膜上に形成されることが好ましい。電極が最上層の窒化物半導体層及び保護膜の第１膜上に連続して形成されていることにより、第１膜の剥がれを防止することができる。特に、リッジ側面に形成された保護膜の表面までｐ側電極が形成されていれば、保護膜の剥がれを有効に防止することができる。
【００４３】
電極は、例えば、パラジウム、白金、ニッケル、金、チタン、タングステン、銅、銀、亜鉛、錫、インジウム、アルミニウム、イリジウム、ロジウム、ＩＴＯ等の金属又は合金の単層膜又は積層膜により形成することができる。具体的には、Ｎｉ／Ｐｄ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｄ／Ｐｔ／Ａｕ等が例示される。電極の膜厚は、用いる材料等により適宜調整することができ、例えば、５０〜５００ｎｍ程度が適当である。
電極は、少なくともｐ側及びｎ側半導体層又は基板上にそれぞれ形成していればよく、さらにこの電極上にパッド電極等、単数又は複数の導電層を形成してもよい。
【００４４】
また、保護膜上には、第２の保護膜が形成されていることが好ましい。このような第２の保護膜は、少なくとも窒化物半導体層表面において保護膜上に配置していればよく、保護膜を介して又は介さないで、窒化物半導体層の側面及び／又は基板の側面又は表面等をさらに被覆していることが好ましい。第２の保護膜は、保護膜で例示したものと同様の材料で形成することができる。これにより、絶縁性のみならず、露出した窒化物半導体層の側面又は表面等を確実に保護することができる。
【００４５】
なお、共振器端面には、反射ミラーが形成されていることが適している。反射ミラーは、酸化膜、窒化膜、酸窒化膜、これらの組み合わせ等により形成することができる。具体的には、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＳｉＯＮ、ＡｌＯＮ等の酸化膜、窒化膜等からなる誘電体多層膜である。反射ミラーは、共振面の光反射側及び／又は光出射面に形成することが好ましく、さらに、共振面の光反射側及び光出射面に形成することが好ましい。劈開によって形成された共振面であれば、反射ミラーを再現性よく形成することができる。
【００４６】
以下に、本発明の窒化物半導体レーザ素子の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
実施例１
この実施例の窒化物半導体レーザ素子は、図１Ａに示すように、基板１０上に、窒化物半導体層として、ｎ側半導体層１１、活性層１２、ｐ側半導体層１３がこの順に形成されており、ｐ側半導体層１３の表面にリッジ１４が形成されている。リッジ１４の側面から、窒化物半導体層の表面にわたって第１膜１５ａ（膜内において結晶性が異なる部位を有するＡｌＮ膜）及び第２膜１５ｂ（多結晶又はアモルファスのＧａＮ）からなる保護膜１５が形成されている。
【００４７】
リッジ１４上面にはｐ側電極１６が形成されている。基板１０の第２主面側には、ｎ側電極１９が形成されている。保護膜１５及びｐ側電極１６及び保護膜１７の上面には、ｐパッド電極１８が形成されている。
【００４８】
このレーザ素子は、以下の方法で製造することができる。
（基板）
まず、ｎ型不純物を含有したＧａＮ基板を準備する。このＧａＮ基板の第１主面を成長面として、ＭＯＣＶＤ反応容器内にセットする。
【００４９】
（ｎ側半導体層１１）
成長温度を１０５０℃まで昇温して、原料ガスとして、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、アンモニア（ＮＨ3）、不純物ガスにシランガスを用い、Ｓｉを１×１０19／ｃｍ3ドープしたＡｌ0.03Ｇａ0.97Ｎを２．５μｍの膜厚で成長させる。この層をｎ側クラッド層とする。
【００５０】
続いて、原料ガスにＴＭＧ及びアンモニアを用い、１０５０℃の温度で、アンドープのＧａＮよりなるｎ側光ガイド層を１７０ｎｍの膜厚で成長させる。
【００５１】
（活性層１２）
温度を９００℃にして、原料ガスにトリメチルインジウム（ＴＭＩ）、ＴＭＧ及びアンモニア、シランガスを用い、Ｓｉを５×１０18／ｃｍ3ドープしたＩｎ0.02Ｇａ0.98Ｎよりなる障壁層を１４ｎｍの膜厚で成長させる。続いて、温度を８２０℃に下げ、シランガスを止め、アンドープのＩｎ0.07Ｇａ0.93Ｎよりなる井戸層を８ｎｍの膜厚で成長させる。
この障壁層、井戸層、中間層の３層構造をさらに２回繰り返して積層し、最後に障壁層を形成して、総膜厚５８ｎｍの多重量子井戸（ＭＱＷ）からなる活性層１２を成長させる。
【００５２】
（ｐ側半導体層１３）
ＴＭＩを止め、ＴＭＡ及びＣｐ2Ｍｇを流し、Ｍｇを１×１０20／ｃｍ3ドープしたＡｌ0.25Ｇａ0.75Ｎよりなるｐ側キャップ層を１０ｎｍの膜厚で成長させる。続いてＣｐ2Ｍｇ、ＴＭＡを止め、１０００℃で、アンドープＧａＮよりなるｐ側光ガイド層を０．１５μｍの膜厚で成長させる。このｐ側光ガイド層は、アンドープとして成長させるが、ｐ側キャップ層からのＭｇの拡散により、Ｍｇ濃度が５×１０16／ｃｍ3となりｐ側を示す。
【００５３】
Ｃｐ2Ｍｇを止め、ＴＭＡを流し、１０００℃でアンドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎよりなる層を２．５ｎｍの膜厚で成長させる。ＴＭＡを止め、Ｃｐ2Ｍｇを流し、Ｍｇ濃度が１×１０19／ｃｍ3からなるアンドープＧａＮよりなる層を２．５ｎｍの膜厚で成長させる。これを繰り返して、総膜厚０．４５μｍの超格子層よりなるｐ側クラッド層を成長させる。
最後に、ｐ側クラッド層の上に、Ｍｇを１×１０20／ｃｍ3ドープしたｐ−ＧａＮよりなるｐ側コンタクト層を１５ｎｍの膜厚で成長させる。
【００５４】
（リッジ１４の形成）
得られた窒化物半導体を成長させたウェハを反応容器から取り出し、最上層のｐ側コンタクト層の表面に、所定の形状のマスクを介して、幅２．０μｍのストライプ状のＳｉＯ2よりなる保護膜を形成する。その後、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を用い、ｐ側クラッド層とｐ側光ガイド層との界面付近までエッチングを行い、任意に酸性溶液（例えば、リン酸と硫酸との混合溶液）を用いたウェットエッチング（表面処理）を行い、幅２．０μｍのストライプ状のリッジ１４を形成する。
【００５５】
（保護膜１５の形成）
続いて、ＳｉＯ2マスクをつけたまま、窒化物半導体層の表面に、ＥＣＲプラズマスパッタ装置にて、Ａｌターゲットを用いて、マイクロ波電力５００Ｗ、ＲＦ電力２５０Ｗ、アルゴン雰囲気で、窒素を流しながら、室温にて、第１膜１５ａとしてＡｌＮ膜を１５０ｎｍ形成する。続いて、温度を４００℃に上げて、同様の条件でＡｌＮ膜を５０ｎｍ形成する。
【００５６】
得られた窒化物半導体レーザ素子の保護膜を検証するために、ｎ−ＧａＮ基板（ｃ軸配向：C面）上に、上記と同様の材料及び実質的に同様の成膜方法で、具体的には、前処理したＧａＮ基板上に、ＥＣＲスパッタ装置を用いて、アルゴン雰囲気で窒素を流しながら、マイクロ波電力５００Ｗ、ＲＦ電力２５０Ｗの条件で、室温にてＡｌＮ膜を１５０ｎｍ成膜させ、その後、同様の条件で加熱処理を行いながらＡｌＮ膜を５０ｎｍ成膜（総膜厚２００ｎｍ）した。
また、比較用として、室温で成膜する以外は同様の条件で、ＡｌＮ膜を１００ｎｍ成膜した。
得られた保護膜について、Ｘ線回折法により、ＸＲＤ装置（使用Ｘ線：ＣｕＫα線（λ＝０．１５４ｎｍ）、モノクロメータ：Ｇｅ(２２０)、測定方法：ωスキャン又はω／２θスキャン、ステップ幅：０．０１°、スキャンスピード：０．２秒／ステップ）を用いて分析した。この装置では、１８°付近がＣ軸配向性を有するＡｌＮに由来するピークに対応する。
その結果を図４Ａ〜図４Ｃに示す。図４Ａはωスキャン、図４Ｂ及び図４Ｃはω／２θスキャンの結果を示す。
【００５７】
ＡｌＮ膜を２００ｎｍ成膜した場合、ωスキャン結果である図４Ａに示したように、Ｃ軸配向性を有するＡｌＮに由来するピーク付近に現れた1つのピーク（図４Ａ中の実線、ピークＡ）とともに、第１膜内での軸方向又は格子定数が変化していることを示す複数のピーク（図４Ａ中の実線、ピークＢ、Ｃ）が認められた。
また、ω／２θスキャン結果である図４Ｂに示したように、Ｃ軸配向性を有するＡｌＮに由来するピーク付近（ＰAlN）の片側に、膜厚を示す周期性を有するピーク以外の複数のピーク（Ｐａ）が認められた。
これによって、ＡｌＮが膜内において、結晶性が異なる２以上の部位を有して形成されていることが確認された。つまり、加熱処理を行いながらＡｌＮ膜を成膜することにより、窒化物半導体層に隣接する領域の結晶性と、異なる結晶性を有する領域を並存させることができる。
【００５８】
一方、図４Ａに示したように、ＡｌＮ膜を１００ｎｍ成膜した場合、Ｃ軸配向性を有するＡｌＮに由来するピーク付近に1つのピーク（図４Ａの点線、ピークＤ）が見られたが、ω／２θスキャン結果である図４Ｃに示したように、Ｃ軸配向性を有するＡｌＮに由来するピーク付近（ＰAlN）の両側に、膜厚を示す周期性を有するピーク（Ｐｂ）が認められたのみであった。
なお、上述したように、窒化物半導体レーザ素子の保護膜を検証するための保護膜においては、ωスキャン又はω／２θスキャン結果から、配向性が確認されたことから、単結晶及び／又は多結晶であることが確認された。
【００５９】
続いて、第２膜１５ｂとして、マグネトロンスパッタ装置にて、ＧａＮターゲットを用いて、ＲＦ電力１００Ｗ、アルゴン雰囲気で、窒素を流しながら、室温にてＧａＮ膜を２０ｎｍ形成する。
得られたＧａＮ膜は、多結晶状態で成膜されていることが分かった。
【００６０】
その後、バッファードフッ酸に浸漬して、ｐ側コンタクト層上に形成したＳｉＯ2を溶解除去し、リフトオフ法により第２膜１５ｂであるＧａＮ膜と共に、ｐ側コンタクト層上にある第１膜１５ａであるＡｌＮ膜を除去する。
【００６１】
（電極及びパッド電極の形成）
ｐ側コンタクト層のリッジ最表面にＮｉ／Ａｕ／Ｐｔを順に形成してなるｐ側電極１６をストライプ状に形成する。保護膜１５を介してｐ側電極１６と電気的に接続したｐ側パッド電極１８を形成する。一方、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕを順に形成してなるｎ側電極１９を、基板１０の第２主面側に形成する。
【００６２】
（分割）
その後、基板１０を劈開してバー状とし、そのバーの劈開面に共振面を作製する。共振面作製後、さらに共振面に垂直な方向でバー状のウェハを切断してレーザチップとする。
【００６３】
（評価）
得られた半導体レーザをフェースダウン実装した場合、第１膜及び第２膜からなる保護膜を、ＳｉＯ2膜（２００ｎｍ厚）とした以外、同様の構成によって作成した半導体レーザと比較して、１．０℃／Ｗ程度熱抵抗を低下させることができる。
つまり、上述したような第１膜を形成することにより、保護膜において、格子緩和を発生させ、クラックを抑制することができる。その結果、窒化物半導体層と良好な密着性を有しつつ、保護膜の剥がれを防止すると共に厚膜の成膜ができ、ひいては、放熱性を向上させることができる。
【００６４】
実施例２
この実施例の窒化物半導体レーザ素子は、ｎ側の半導体層の積層状態が異なる以外は実施例１と同様の構成である。
この窒化物半導体レーザ素子は、以下のように製造することができる。
（基板）
まず、ｎ型不純物を含有したＧａＮ基板を準備する。このＧａＮ基板の第１主面を成長面として、ＭＯＣＶＤ反応容器内にセットする。
（ｎ側半導体層１１）
成長温度を１０５０℃まで昇温して、原料ガスとして、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、アンモニア（ＮＨ3）、不純物ガスにシランガスを用い、Ｓｉを３×１０18／ｃｍ3ドープしたＡｌ0.02Ｇａ0.98Ｎを１．０μｍの膜厚で成長させる。この層をｎ側コンタクト層とする。
その後、原料ガスとして、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、ＴＭＧ、アンモニア、不純物ガスにシランガスを用い、Ｓｉを３×１０18／ｃｍ3ドープしたＩｎyＧａ1-yＮ（０＜ｙ≦１）層を１５０ｎｍの膜厚で成長させる。この層をｎ側クラック防止層とする。
成長温度を１０００℃に設定して、原料ガスとして、ＴＭＧ、ＴＭＡ、ＮＨ3、不純物ガスにシランガスを用い、Ｓｉを３×１０18／ｃｍ3ドープしたＡｌ0.053Ｇａ0.947Ｎを２．０μｍの膜厚で成長させる。この層をｎ側クラッド層とする。
続いて、原料ガスにＴＭＧ及びアンモニアを用い、アンドープのＧａＮよりなるｎ側光ガイド層を３００ｎｍの膜厚で成長させる。
【００６５】
（活性層１２）
温度を９２０℃にして、原料ガスにＴＭＩ、ＴＭＧ及びアンモニア、シランガスを用い、Ｓｉを５×１０18／ｃｍ3ドープしたＩｎ0.02Ｇａ0.98Ｎよりなる第１障壁層を１４０ｎｍの膜厚で成長させる。続いて、温度を８５０℃に下げ、シランガスを止め、アンドープのＩｎ0.13Ｇａ0.87Ｎよりなる井戸層を３ｎｍの膜厚で成長させる。さらに、温度を９２０℃まで昇温し、TMIを止め、アンドープのＧａＮよりなる第２障壁層を１４ｎｍの膜厚で成長させる。再び温度を８５０℃に下げ、ＴＭＩを流して井戸層を積層させ、最後に温度を９２０℃まで昇温してアンドープのＩｎ0.13Ｇａ0.87Ｎよりなる最終障壁層を７０ｎｍの膜厚で成長させる。
【００６６】
（ｐ側半導体層１３）
ＴＭＩを止め、ＴＭＡおよびＣｐ2Ｍｇを流し、Ｍｇを１×１０20／ｃｍ3ドープしたＡｌ0.20Ｇａ0.80Ｎよりなるｐ側キャップ層を１０ｎｍの膜厚で成長させる。続いてＣｐ2Ｍｇを止め、１０００℃で、アンドープＡｌ0.02Ｇａ0.98Ｎよりなるｐ側光ガイド層を０．３μｍの膜厚で成長させる。このｐ側光ガイド層は、アンドープとして成長させるが、ｐ側キャップ層からのＭｇの拡散により、Ｍｇ濃度が５×１０16／ｃｍ3となりｐ型を示す。
ＴＭＡを流し、１０００℃でアンドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎよりなる層を２．５ｎｍの膜厚で成長させ、ＴＭＡを止め、Ｃｐ2Ｍｇを流し、Ｍｇ濃度が１×１０19／ｃｍ3からなるアンドープＧａＮよりなる層を２．５ｎｍの膜厚で成長させ、総膜厚０．４５μｍの超格子層よりなるｐ側クラッド層を成長させる。
最後に、ｐ側クラッド層の上に、Ｍｇを１×１０20／ｃｍ3ドープしたｐ−ＧａＮよりなるｐ側コンタクト層を１５ｎｍの膜厚で成長させる。
これ以降は、実施例１と同様に、窒化物半導体レーザ素子を製造する。
得られた窒化物半導体レーザについて、実施例１と同様にフェースダウン実装することにより、実施例１と同様に熱抵抗を低下させることができる。
【００６７】
実施例３
この実施例の窒化物半導体レーザ素子は、図１に示すように、第１膜１５ａとして膜内において結晶性が異なる部位を有するＡｌＮ膜及び第２膜１５ｂとしてアモルファスのＧａＮからなる保護膜がされているが、第1膜１５ａが、以下のような成膜条件で形成されている以外、実質的に実施例１の半導体レーザ素子と同様の構成である。
ＥＣＲプラズマスパッタ装置にて、Ａｌターゲットを用いて、マイクロ波電力５００Ｗ、ＲＦ電力２５０Ｗ、アルゴン雰囲気で、窒素を流しながら、室温にて、第１膜１５ａとしてＡｌＮ膜を５０ｎｍ形成する。続いて、温度２００℃にて、同様の条件でＡｌＮ膜を１５０ｎｍ形成する。続いて、温度４００℃にて、同条件でＡｌＮ膜を５０ｎｍ形成する。
このようにして形成した第1膜１５ａは、実施例１と同様に、膜内において配向性が異なる２以上の部位を有し、実施例1と同様の効果が得られる。
【００６８】
実施例４
この実施例の窒化物半導体レーザ素子は、図１に示すように、第１膜１５ａとして膜内において配向性が異なる部位を有するＡｌＮ膜及び第２膜１５ｂとしてアモルファスのＧａＮからなる保護膜が形成されているが、第1膜１５ａが、以下のような成膜条件で形成されている以外、実質的に実施例１の半導体レーザ素子と同様の構成である。
ＥＣＲプラズマスパッタ装置にて、Ａｌターゲットを用いて、マイクロ波電力３５０Ｗ、ＲＦ電力３５０Ｗ、アルゴン流量雰囲気で、窒素を流しながら、室温にて、第１膜１５ａとしてＡｌＮ膜を１５０ｎｍ形成する。続いて、温度４００℃にて、マイクロ波電力５００Ｗ、ＲＦ電力250Ｗ、アルゴン雰囲気で、窒素を流しながらＡｌＮ膜を５０ｎｍ形成する。
このようにして形成した第1膜１５ａは、実施例１と同様に、膜内において配向性が異なる２以上の部位を有し、実施例1と同様の効果が得られる。
【００６９】
実施例５
この実施例の窒化物半導体レーザ素子は、図１に示すように、第１膜１５ａとして膜内において配向性が異なる部位を有するＡｌＮ膜が形成されており、第２膜１５ｂとしてアモルファスのＡｌＧａＮからなる保護膜が形成されている以外、実質的に実施例１の半導体レーザ素子と同様の構成である。
このようにして形成した第1膜１５ａは、実施例１と同様に、膜内において配向性が異なる２以上の部位を有し、実施例1と同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の窒化物半導体レーザは、例えば、照明用光源、光ディスク用途、光通信システム、ディスプレイ、印刷機、露光用途、測定、バイオ関連の励起用光源等、広範に利用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１０  基板
１１  ｎ側半導体層
１２  活性層
１３  ｐ側半導体層
１４  リッジ
１５  保護膜
１５ａ  第１膜
１５ｂ  第２膜
１６  ｐ側電極
１７  保護極
１８  ｐパッド電極
１９  ｎ側電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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