(57)【要約】【課題】主面が半極性面である基板上に活性層を含む半導体層を形成した構造を有する半導体レーザ素子において、ＣＯＤの発生を抑制する。【解決手段】半導体レーザ素子１は、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなり、半極性面である主面１０Ａを有する基板１０と、基板１０の主面１０Ａ上に配置され、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなる半導体層２０と、半導体層２０の端面２０Ａ，２０Ｂ上に配置され、誘電体からなる複数の誘電体層を含む誘電体多層膜６０，７０と、を備える。半導体層２０は、その内部において電子と正孔とが再結合して光を発生する活性層２４を含む。複数の誘電体層のうち、半導体層２０に含まれる活性層２４の端面に接触して配置される第１誘電体層は、窒化物からなる窒化物膜である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなり、半極性面である主面を有する基板と、
前記基板の前記主面上に配置され、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなる半導体層と、
前記半導体層の端面上に配置され、誘電体からなる複数の誘電体層を含む誘電体多層膜と、を備え、
前記半導体層は、その内部において電子と正孔とが再結合して光を発生する活性層を含み、
前記複数の誘電体層のうち、前記半導体層に含まれる前記活性層の端面に接触して配置される第１誘電体層は、窒化物からなる窒化物膜である、半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記基板はＧａＮからなり、
前記活性層は、ＩＩＩ族元素としてＩｎを含有する要素層を含む、請求項１に記載の半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記要素層を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体は、ＩｎｘＧａ１−ｘＮからなり、ｘの値が０．２以上である、請求項２に記載の半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体は六方晶系の結晶構造を有し、
前記基板の前記主面は、前記基板を構成する前記ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体のｃ面をｍ軸方向に６３°以上８０°未満の範囲の角度で傾斜させた結晶面である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記第１誘電体層の厚みは５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項６】
前記第１誘電体層は珪素窒化物からなる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項７】
前記誘電体多層膜は第２誘電体層をさらに含み、
前記第２誘電体層は珪素を含む酸化物からなる、請求項６に記載の半導体レーザ素子。
【請求項８】
前記第１誘電体層はアルミニウム窒化物からなる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項９】
前記誘電体多層膜は第２誘電体層をさらに含み、
前記第２誘電体層はアルミニウムを含む酸化物からなる、請求項８に記載の半導体レーザ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体レーザ素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
活性層を含む半導体層を基板上に形成した構造を有する半導体レーザ素子が知られている。この半導体レーザ素子では、活性層内に電子と正孔とが注入され、これらが再結合して光が発生する。そして、発生した光は活性層の端面間で反射を繰り返し、位相の揃った光が増幅されてレーザ発振が達成され、一方の端面からレーザ光が放出される。
【０００３】
上記基板および半導体層は、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなるものとすることができる。また、半導体レーザ素子においては、ピエゾ効果による発光効率の低下を抑制する目的で、主面が半極性面である基板上に活性層を含む半導体層を形成した構造が採用される場合がある。そして、上記活性層の端面上には、誘電体からなる複数の誘電体層を含む誘電体多層膜が形成され、上記端面における適切な光の反射率が達成される（たとえば、特許文献１〜４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２４８５７５号公報
【特許文献２】特開２００９−２３９０８３号公報
【特許文献３】特開２０１１−７７４０２号公報
【特許文献４】特開２０１１−７７３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、半導体レーザ素子が使用される機器の性能向上に伴い、半導体レーザ素子に対しては光出力の向上が求められている。しかし、半導体レーザ素子に投入する電流値を大きくすると、ＣＯＤ（Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄａｍａｇｅ）が発生し、半導体レーザ素子の寿命が短くなるという問題がある。本発明者らの検討によれば、主面が半極性面である基板上に活性層を含む半導体層を形成した構造が採用された場合、ＣＯＤによる半導体レーザ素子の寿命低下が特に発生しやすい傾向にある。
【０００６】
そこで、主面が半極性面である基板上に活性層を含む半導体層を形成した構造を有する半導体レーザ素子において、ＣＯＤの発生を抑制することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に従った半導体レーザ素子は、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなり、半極性面である主面を有する基板と、基板の当該主面上に配置され、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなる半導体層と、この半導体層の端面上に配置され、誘電体からなる複数の誘電体層を含む誘電体多層膜と、を備えている。上記半導体層は、その内部において電子と正孔とが再結合して光を発生する活性層を含む。そして、上記複数の誘電体層のうち、半導体層に含まれる活性層の端面に接触して配置される第１誘電体層は、窒化物からなる窒化物膜である。
【発明の効果】
【０００８】
上記半導体レーザ素子によれば、主面が半極性面である基板上に活性層を含む半導体層を形成した構造を有する半導体レーザ素子において、ＣＯＤの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】半導体レーザ素子の構造の一例を示す概略断面図である。
【図２】図１の線分ＩＩ−ＩＩに沿う断面を矢印の向きに見た状態に対応する概略断面図である。
【図３】半導体レーザ素子の一方の端面側に形成された誘電体多層膜の構造の一例を示す概略断面図である。
【図４】半導体レーザ素子の他方の端面側に形成された誘電体多層膜の構造の一例を示す概略断面図である。
【図５】半導体レーザ素子の製造方法の一例を概略的に示すフローチャートである。
【図６】半導体レーザ素子の製造方法の一例を説明するための概略断面図である。
【図７】半導体レーザ素子の製造方法の一例を説明するための概略断面図である。
【図８】半導体レーザ素子の製造方法の一例を説明するための概略断面図である。
【図９】図８の線分ＩＸ−ＩＸに沿う断面を矢印の向きに見た状態に対応する概略断面図である。
【図１０】活性層の変形例を示す概略断面図である。
【図１１】閾値電流に関する実験結果を示す図である。
【図１２】活性層の端面付近のＳＴＥＭによる観察結果を示す模式図である。
【図１３】活性層の端面付近のＳＴＥＭによる観察結果を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。本願の半導体レーザ素子は、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなり、半極性面である主面を有する基板と、基板の当該主面上に配置され、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなる半導体層と、この半導体層の端面上に配置され、誘電体からなる複数の誘電体層を含む誘電体多層膜と、を備えている。上記半導体層は、その内部において電子と正孔とが再結合して光を発生する活性層を含む。そして、上記複数の誘電体層のうち、半導体層に含まれる活性層の端面に接触して配置される第１誘電体層は、窒化物からなる窒化物膜である。
【００１１】
上述のように、本発明者らの検討によれば、主面が半極性面である基板上に活性層を含む半導体層を形成した構造が採用された場合、ＣＯＤによる半導体レーザ素子の寿命低下が特に発生しやすい傾向にある。そして、本発明者らは、このＣＯＤ発生の原因および対策について検討した結果、以下のような知見を得た。
【００１２】
一般に、活性層を含む半導体層の端面上には、珪素、チタン、ジルコニウムなどの酸化物からなる誘電体層を含む誘電体多層膜が形成される。その結果、半導体層と誘電体多層膜との界面では、活性層と酸化物膜とが接触する。このとき、活性層を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体が酸化物膜との接触に起因して酸化され、結晶構造に乱れが生じる。そして、半導体レーザ素子の動作時に当該乱れを起点としてＣＯＤが進行する。特に、半極性面である基板の主面上にエピタキシャル成長により半導体層が形成された場合、このような原因によるＣＯＤが発生しやすい。これは、たとえば以下のような理由によるものと考えることができる。
【００１３】
半極性面である基板の主面上にエピタキシャル成長により半導体層が形成された場合、半導体層の端面を主面に垂直に形成すると、半導体層に含まれる活性層の端面は、単一の結晶面（劈開面）から構成されるのではなく、微視的に見て複数の結晶面が互いに接続されて構成された面となる。このとき、隣り合う結晶面の接続部に位置する原子は活性の高い結合手を有する状態となる。そして、活性の高い結合手を有する原子は酸化物膜との接触により酸化されやすい。その結果、上述のような機構によるＣＯＤが発生しやすいものと考えられる。
【００１４】
これに対し、本願の半導体レーザ素子では、活性層の端面に接触して配置される誘電体層である第１誘電体層は、窒化物からなる窒化物膜である。そのため、活性層を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体と酸化物膜との接触に起因したＣＯＤの発生が抑制される。このように、本願の半導体レーザ素子によれば、主面が半極性面である基板上に活性層を含む半導体層を形成した構造を有する半導体レーザ素子において、ＣＯＤの発生を抑制することができる。なお、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体とは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であってＶ族元素として窒素（Ｎ）を含むものを意味する。
【００１５】
上記半導体レーザ素子においては、上記基板はＧａＮ（窒化ガリウム）からなり、上記活性層は、ＩＩＩ族元素としてＩｎ（インジウム）を含有する要素層を含むものであってもよい。
【００１６】
ＧａＮからなる基板上にエピタキシャル成長によりＩｎを含有する要素層を含む活性層を形成した場合、活性層（要素層）における格子歪が大きくなる。そのため、上記機構によるＣＯＤが発生しやすい状態となる。これに対し、活性層の端面に接触するように窒化物膜が形成される本願の半導体レーザ素子においては、活性層における格子歪が大きい場合であっても、上記機構によるＣＯＤの発生を有効に抑制することができる。なお、上記活性層は単一の要素層からなるものであってもよいし、複数の要素層からなるものであってもよい。すなわち、活性層全体がＩｎを含有する層であってもよいし、活性層の一部を構成する要素層がＩｎを含有する層であってもよい。
【００１７】
上記半導体レーザ素子においては、上記要素層を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体は、ＩｎｘＧａ１−ｘＮからなり、ｘの値が０．２以上であってもよい。
【００１８】
このように、要素層がＩｎの含有量が大きいＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなる場合、活性層（要素層）における格子歪は特に大きくなる。その結果、上記機構によるＣＯＤが特に発生しやすい状態となる。これに対し、活性層の端面に接触するように窒化物膜が形成される本願の半導体レーザ素子においては、活性層における格子歪が大きい場合であっても、上記機構によるＣＯＤの発生を有効に抑制することができる。
【００１９】
上記半導体レーザ素子においては、上記ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体は六方晶系の結晶構造を有し、基板の上記主面は、基板を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体のｃ面（｛０００１｝面）をｍ軸方向（＜１０−１０＞方向）に６３°以上８０°未満の範囲の角度で傾斜させた結晶面であってもよい。
【００２０】
このようにすることにより、基板の上記主面上に良好なステップフロー成長を維持しつつ上記半導体層をエピタキシャル成長により形成することが容易となる。
【００２１】
上記半導体レーザ素子において、上記第１誘電体層の厚みは５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であってもよい。第１誘電体層の厚みを５ｎｍ以上とすることにより、活性層の端面をより確実に第１誘電体層により覆うことができる。一方、第１誘電体層の厚みを５０ｎｍ以下とすることにより、第１誘電体層を形成することに起因して活性層に歪や応力が発生することを抑制することができる。なお、活性層の端面をより確実に覆うためには、第１誘電体層の厚みは１０ｎｍ以上とすることが好ましい。また、上記歪や応力の発生をより確実に抑制するためには、第１誘電体層の厚みは４０ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００２２】
上記半導体レーザ素子において、第１誘電体層は珪素窒化物（ＳｉＮ）からなるものであってもよい。珪素窒化物は、上記第１誘電体層を構成する素材として好適である。
【００２３】
上記半導体レーザ素子において、上記誘電体多層膜は第２誘電体層をさらに含み、当該第２誘電体層は珪素を含む酸化物からなるものであってもよい。第１誘電体層を構成する素材として珪素窒化物を採用した場合、第２誘電体層の素材として珪素を含む酸化物を採用することにより、製造プロセスを簡便にすることができる。珪素を含む酸化物としては、たとえば二酸化珪素（ＳｉＯ２）を採用することができる。
【００２４】
上記半導体レーザ素子において、第１誘電体層はアルミニウム窒化物（ＡｌＮ）からなるものであってもよい。アルミニウム窒化物は、上記第１誘電体層を構成する素材として好適である。
【００２５】
上記半導体レーザ素子において、上記誘電体多層膜は第２誘電体層をさらに含み、当該第２誘電体層はアルミニウムを含む酸化物からなるものであってもよい。第１誘電体層を構成する素材としてアルミニウム窒化物を採用した場合、第２誘電体層の素材としてアルミニウムを含む酸化物からなるものを採用することにより、製造プロセスを簡便にすることができる。アルミニウムを含む酸化物としては、たとえば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を採用することができる。
【００２６】
［本願発明の実施形態の詳細］
次に、本発明にかかる半導体レーザ素子の一実施の形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００２７】
図１および図２は、本願の一実施の形態における半導体レーザ素子の構造の一例を示す概略断面図である。図１は、図２の線分Ｉ−Ｉに沿う断面を矢印の向きに見た状態に対応する概略断面図である。また、図２は、図１の線分ＩＩ−ＩＩに沿う断面を矢印の向きに見た状態に対応する概略断面図である。すなわち、図１および図２は、互いに直交する面における断面図である。
【００２８】
図１および図２を参照して、本実施の形態における半導体レーザ素子１は、基板１０と、半導体層２０と、絶縁膜３１と、ｐ側電極４１と、ｎ側電極４２と、前側誘電体多層膜６０と、後側誘電体多層膜７０と、を備えている。基板１０は、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなっている。基板１０を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体としては、たとえばＧａＮなどを採用することができる。基板１０は、半極性面である第１の主面１０Ａを有している。基板１０は、第１の主面１０Ａとは反対側の主面である第２の主面１０Ｂを有している。
【００２９】
半導体層２０は、基板１０の第１の主面１０Ａ上に接触するように配置されている。半導体層２０は、基板１０の第１の主面１０Ａ上にエピタキシャル成長により形成された層である。半導体層２０は、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなっている。半導体層２０は、バッファ層２１と、ｎ側クラッド層２２と、ｎ側ガイド層２３と、活性層２４と、第１ｐ側ガイド層２５と、ブロック層２６と、第２ｐ側ガイド層２７と、ｐ側クラッド層２８と、コンタクト層２９と、を含んでいる。
【００３０】
バッファ層２１は、基板１０の第１の主面１０Ａ上に接触するように配置されている。バッファ層２１は、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなっている。バッファ層２１を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体としては、たとえば導電型がｎ型であるＧａＮなどを採用することができる。バッファ層２１は、基板１０の第１の主面１０Ａ上にエピタキシャル成長により形成された層である。
【００３１】
ｎ側クラッド層２２は、バッファ層２１の基板１０とは反対側の主面２１Ａ上に接触するように配置されている。ｎ側クラッド層２２は、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなっている。ｎ側クラッド層２２を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体としては、たとえば導電型がｎ型であるＡｌＧａＮ（窒化アルミニウムガリウム）、導電型がｎ型であるＩｎＡｌＧａＮ（窒化インジウムアルミニウムガリウム）などを採用することができる。ｎ側クラッド層２２は、バッファ層２１の主面２１Ａ上にエピタキシャル成長により形成された層である。
【００３２】
ｎ側ガイド層２３は、ｎ側クラッド層２２のバッファ層２１とは反対側の主面２２Ａ上に接触するように配置されている。ｎ側ガイド層２３は、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなっている。ｎ側ガイド層２３は、たとえば導電型がｎ型であるＧａＮからなる層と、アンドープのＩｎＧａＮ（窒化インジウムガリウム）からなる層とを含んでいる。ｎ側ガイド層２３は、ｎ側クラッド層２２の主面２２Ａ上にエピタキシャル成長により形成された層である。
【００３３】
活性層２４は、ｎ側ガイド層２３のｎ側クラッド層２２とは反対側の主面２３Ａ上に接触するように配置されている。活性層２４は、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなっている。活性層２４を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体としては、たとえばアンドープのＩｎＧａＮなどを採用することができる。より具体的には、活性層２４はＩｎｘＧａ１−ｘＮからなり、ｘの値が０．２以上であるものとすることができる。活性層２４は、ｎ側ガイド層２３の主面２３Ａ上にエピタキシャル成長により形成された層である。活性層２４は、その内部において電子と正孔とが再結合して光を発生するＳＱＷ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）を構成する。活性層２４は、４８０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光を発生するものとすることができる。
【００３４】
第１ｐ側ガイド層２５は、活性層２４のｎ側ガイド層２３とは反対側の主面２４Ａ上に接触するように配置されている。第１ｐ側ガイド層２５は、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなっている。第１ｐ側ガイド層２５を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体としては、たとえばアンドープのＧａＮ、アンドープのＩｎＧａＮなどを採用することができる。第１ｐ側ガイド層２５は、活性層２４の主面２４Ａ上にエピタキシャル成長により形成された層である。
【００３５】
ブロック層２６は、第１ｐ側ガイド層２５の活性層２４とは反対側の主面２５Ａ上に接触するように配置されている。ブロック層２６は、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなっている。ブロック層２６を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体としては、たとえば導電型がｐ型であるＡｌＧａＮなどを採用することができる。ブロック層２６は、第１ｐ側ガイド層２５の主面２５Ａ上にエピタキシャル成長により形成された層である。
【００３６】
第２ｐ側ガイド層２７は、ブロック層２６の第１ｐ側ガイド層２５とは反対側の主面２６Ａ上に接触するように配置されている。第２ｐ側ガイド層２７は、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなっている。第２ｐ側ガイド層２７を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体としては、たとえば導電型がｐ型であるＩｎＧａＮ、導電型がｐ型であるＧａＮなどを採用することができる。第２ｐ側ガイド層２７は、ブロック層２６の主面２６Ａ上にエピタキシャル成長により形成された層である。
【００３７】
ｐ側クラッド層２８は、第２ｐ側ガイド層２７のブロック層２６とは反対側の主面２７Ａ上に接触するように配置されている。ｐ側クラッド層２８は、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなっている。ｐ側クラッド層２８を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体としては、たとえば導電型がｐ型であるＩｎＧａＮ、導電型がｐ型であるＡｌＧａＮなどを採用することができる。ｐ側クラッド層２８は、第２ｐ側ガイド層２７の主面２７Ａ上にエピタキシャル成長により形成された層である。
【００３８】
コンタクト層２９は、ｐ側クラッド層２８の第２ｐ側ガイド層２７とは反対側の主面２８Ａ上に接触するように配置されている。コンタクト層２９は、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなっている。コンタクト層２９を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体としては、たとえば導電型がｐ型であるＧａＮなどを採用することができる。コンタクト層２９は、ｐ側クラッド層２８の主面２８Ａ上にエピタキシャル成長により形成された層である。
【００３９】
バッファ層２１の主面２１Ａ、ｎ側クラッド層２２の主面２２Ａ、ｎ側ガイド層２３の主面２３Ａ、活性層２４の主面２４Ａ、第１ｐ側ガイド層２５の主面２５Ａ、ブロック層２６の主面２６Ａ、第２ｐ側ガイド層２７の主面２７Ａ、ｐ側クラッド層２８の主面２８Ａおよびコンタクト層２９の主面２９Ａは、基板１０の第１の主面１０Ａと同じ面方位を有している。すなわち、バッファ層２１の主面２１Ａ、ｎ側クラッド層２２の主面２２Ａ、ｎ側ガイド層２３の主面２３Ａ、活性層２４の主面２４Ａ、第１ｐ側ガイド層２５の主面２５Ａ、ブロック層２６の主面２６Ａ、第２ｐ側ガイド層２７の主面２７Ａ、ｐ側クラッド層２８の主面２８Ａおよびコンタクト層２９の主面２９Ａは、いずれも半極性面である。
【００４０】
ここで、図１は、活性層２４内において光が端面での反射を繰り返す方向（以下、「端面反射方向」という）に垂直な断面に対応する。一方、図２は、端面反射方向に沿った断面に対応する。図１を参照して、端面反射方向に垂直な断面において、半導体層２０には、溝部５１が形成されている。溝部５１は、端面反射方向に沿って延在するように形成されている。溝部５１は、コンタクト層２９の主面２９Ａにおいて開口するとともに、コンタクト層２９、ｐ側クラッド層２８および第２ｐ側ガイド層２７を貫通し、ブロック層２６内に底壁を有している。つまり、溝部５１の側壁には、コンタクト層２９、ｐ側クラッド層２８および第２ｐ側ガイド層２７が露出している。溝部５１は、端面反射方向に垂直な方向に、等間隔で複数形成されている。その結果、隣り合う溝部５１に挟まれた領域は、リッジ部５２を構成する。リッジ部５２には、コンタクト層２９、ｐ側クラッド層２８および第２ｐ側ガイド層２７が含まれる。
【００４１】
半導体層２０上に接触するように、絶縁膜３１が形成されている。絶縁膜３１は、たとえば二酸化珪素（ＳｉＯ２）などの絶縁体からなっている。絶縁膜３１は、溝部５１の底壁および側壁を覆うとともに、コンタクト層２９の主面２９Ａ上にまで延在している。絶縁膜３１には、絶縁膜３１を貫通する開口部３１Ａが形成されている。開口部３１Ａにおいて、コンタクト層２９の主面２９Ａが露出している。そして、開口部３１Ａを充填し、絶縁膜３１上にまで延在するように、ｐ側電極４１が形成されている。ｐ側電極４１は、たとえばＮｉ／Ａｕ（ニッケル／金）など、コンタクト層２９とオーミックコンタクトを形成可能な金属などの導電体からなっている。ｐ側電極４１は、開口部３１Ａにおいて露出するコンタクト層２９と接触している。ｐ側電極４１とコンタクト層２９とは、オーミックコンタクトを形成している。一方、基板１０の第２の主面１０Ｂ上に接触するように、ｎ側電極４２が配置されている。ｎ側電極４２は、たとえばＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ（チタン／アルミニウム／チタン／金）など、基板１０とオーミックコンタクト可能な金属などの導電体からなっている。ｎ側電極４２と基板１０とは、オーミックコンタクトを形成している。
【００４２】
図２を参照して、端面反射方向における半導体層２０の一方の端面である前端面２０Ａ上に接触するように前側誘電体多層膜６０が配置され、他方の端面である後端面２０Ｂに接触するように後側誘電体多層膜７０が配置されている。前側誘電体多層膜６０および後側誘電体多層膜７０は、それぞれ半導体層２０の前端面２０Ａおよび後端面２０Ｂを全域にわたって覆うように形成されている。
【００４３】
図３を参照して、前側誘電体多層膜６０は、前側第１誘電体層６０１と、前側第２誘電体層６０２と、前側第３誘電体層６０３と、前側第４誘電体層６０４と、を含んでいる。前側第１誘電体層６０１は、半導体層２０の前端面２０Ａに接触して配置される。半導体層２０の前端面２０Ａには、活性層２４の前端面２４Ｂが含まれる。その結果、活性層２４の前端面２４Ｂ上には、前側第１誘電体層６０１が接触して配置される。前側第１誘電体層６０１は、誘電体である窒化物からなっている。前側第１誘電体層６０１を構成する誘電体としては、たとえば珪素窒化物（ＳｉＮ）、アルミニウム窒化物（ＡｌＮ）などを採用することができる。すなわち、前側誘電体多層膜６０を構成する複数の誘電体層のうち、半導体層２０に含まれる活性層２４の前端面２４Ｂに接触して配置される前側第１誘電体層６０１は、窒化物からなる窒化物膜である。
【００４４】
また、前側第２誘電体層６０２、前側第３誘電体層６０３および前側第４誘電体層６０４は、たとえば酸化物からなる酸化物膜とすることができる。具体的には、前側第１誘電体層６０１を構成する素材として珪素窒化物を採用した場合、前側第２誘電体層６０２および前側第４誘電体層６０４を構成する素材としては、たとえば珪素を含む酸化物を採用することができる。これにより、製造プロセスを簡便にすることができる。珪素を含む酸化物としては、たとえば二酸化珪素（ＳｉＯ２）を採用することができる。このとき、前側第３誘電体層６０３を構成する素材としては、たとえばＴａ２Ｏ３などのタンタル酸化物を採用することができる。つまり、前側誘電体多層膜６０は、珪素窒化物からなる窒化物膜上に、珪素酸化物膜とタンタル酸化物膜とを交互に積層した膜とすることができる。
【００４５】
また、前側第１誘電体層６０１を構成する素材としてアルミニウム窒化物を採用した場合、前側第２誘電体層６０２および前側第４誘電体層６０４を構成する素材としては、たとえばアルミニウムを含む酸化物を採用することができる。これにより、製造プロセスを簡便にすることができる。アルミニウムを含む酸化物としては、たとえば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を採用することができる。このとき、前側第３誘電体層６０３を構成する素材としては、たとえば二酸化チタン（ＴｉＯ２）などのチタン酸化物を採用することができる。つまり、前側誘電体多層膜６０は、アルミニウム窒化物からなる窒化物膜上に、アルミニウム酸化物膜とチタン酸化物膜とを交互に積層した膜とすることができる。
【００４６】
図４を参照して、後側誘電体多層膜７０は、後側第１誘電体層７０１と、後側第２誘電体層７０２と、後側第３誘電体層７０３と、後側第４誘電体層７０４と、後側第５誘電体層７０５と、後側第６誘電体層７０６と、後側第７誘電体層７０７と、後側第８誘電体層７０８と、後側第９誘電体層７０９と、後側第１０誘電体層７１０と、後側第１１誘電体層７１１と、後側第１２誘電体層７１２と、後側第１３誘電体層７１３と、後側第１４誘電体層７１４と、を含んでいる。後側第１誘電体層７０１は、半導体層２０の後端面２０Ｂに接触して配置される。半導体層２０の後端面２０Ｂには、活性層２４の後端面２４Ｃが含まれる。その結果、活性層２４の後端面２４Ｃ上には、後側第１誘電体層７０１が接触して配置される。後側第１誘電体層７０１は、誘電体である窒化物からなっている。後側第１誘電体層７０１を構成する誘電体としては、たとえば珪素窒化物（ＳｉＮ）、アルミニウム窒化物（ＡｌＮ）などを採用することができる。すなわち、後側誘電体多層膜７０を構成する複数の誘電体層のうち、半導体層２０に含まれる活性層２４の後端面２４Ｃに接触して配置される後側第１誘電体層７０１は、窒化物からなる窒化物膜である。
【００４７】
また、後側第２誘電体層７０２〜後側第１４誘電体層７１４は、たとえば酸化物からなる酸化物膜とすることができる。具体的には、後側第１誘電体層７０１を構成する素材として珪素窒化物を採用した場合、後側第２誘電体層７０２、後側第４誘電体層７０４、後側第６誘電体層７０６、後側第８誘電体層７０８、後側第１０誘電体層７１０、後側第１２誘電体層７１２、および後側第１４誘電体層７１４を構成する素材としては、たとえば珪素を含む酸化物を採用することができる。これにより、製造プロセスを簡便にすることができる。珪素を含む酸化物としては、たとえば二酸化珪素（ＳｉＯ２）を採用することができる。このとき、後側第３誘電体層７０３、後側第５誘電体層７０５、後側第７誘電体層７０７、後側第９誘電体層７０９、後側第１１誘電体層７１１、および後側第１３誘電体層７１３を構成する素材としては、たとえばＴａ２Ｏ３などのタンタル酸化物を採用することができる。つまり、後側誘電体多層膜７０は、珪素窒化物からなる窒化物膜上に、珪素酸化物膜とタンタル酸化物膜とを交互に積層した膜とすることができる。
【００４８】
また、後側第１誘電体層７０１を構成する素材としてアルミニウム窒化物を採用した場合、後側第２誘電体層７０２、後側第４誘電体層７０４、後側第６誘電体層７０６、後側第８誘電体層７０８、後側第１０誘電体層７１０、後側第１２誘電体層７１２、および後側第１４誘電体層７１４を構成する素材としては、たとえばアルミニウムを含む酸化物を採用することができる。これにより、製造プロセスを簡便にすることができる。アルミニウムを含む酸化物としては、たとえば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を採用することができる。このとき、後側第３誘電体層７０３、後側第５誘電体層７０５、後側第７誘電体層７０７、後側第９誘電体層７０９、後側第１１誘電体層７１１、および後側第１３誘電体層７１３を構成する素材としては、たとえば二酸化チタンなどのチタン酸化物を採用することができる。つまり、後側誘電体多層膜７０は、アルミニウム窒化物からなる窒化物膜上に、アルミニウム酸化物膜とチタン酸化物膜とを交互に積層した膜とすることができる。
【００４９】
次に、本実施の形態における半導体レーザ素子１の動作について説明する。図１および図２を参照して、ｐ側電極４１とｎ側電極４２との間に電圧が印加されると、ｐ側電極４１とｎ側電極４２との間に電流が流れる。このとき、ＳＱＷを構成する活性層２４には、ｐ側電極４１側から正孔が、ｎ側電極４２側から電子が注入される。そして、活性層２４内において、正孔と電子とが再結合し、光が発生する。発生した光は、ｎ側ガイド層２３と第１ｐ側ガイド層２５とに挟まれた活性層２４内に、活性層２４の厚み方向において閉じ込められる。一方、図２〜図４を参照して、活性層２４の前端面２４Ｂにおける上記光の反射率は後端面における反射率に比べて小さく設定される。たとえば、上記光の前端面２４Ｂにおける反射率は４０％程度、後端面２４Ｃにおける反射率は９５％程度と設定される。厚み方向において活性層２４内に閉じ込められた光は、前端面２４Ｂと後端面２４Ｃとの間で反射を繰り返す。その結果、位相の揃った光が増幅され、レーザ発振が達成される。そして、前端面２４Ｂから、レーザ光が放出される。
【００５０】
ここで、活性層２４の端面２４Ｂ，２４Ｃが酸化物膜と接触する一般的な構造では、活性層２４を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体が酸化物膜との接触に起因して酸化され、結晶構造に乱れが生じる。そして、当該乱れを起点としてＣＯＤが進行する。特に、本実施の形態のように半極性面である基板１０の第１の主面１０Ａ上にエピタキシャル成長により半導体層２０が形成された場合、活性層２４を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体の上記のような酸化が進行しやすく、ＣＯＤが発生しやすくなる。
【００５１】
これに対し、本実施の形態における半導体レーザ素子１においては、活性層２４の端面２４Ｂ，２４Ｃに接触して配置される誘電体層は、窒化物からなる窒化物膜とされる。そのため、活性層２４を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体と酸化物膜との接触に起因したＣＯＤの発生が抑制される。このように、本実施の形態における半導体レーザ素子１によれば、第１の主面１０Ａが半極性面である基板１０上に活性層２４を含む半導体層２０を形成した構造を有する半導体レーザ素子１において、ＣＯＤの発生を抑制することができる。ここで、活性層２４の端面反射方向における一方の端面に接触する誘電体層を窒化物膜としても一定の効果が得られる。しかし、本実施の形態のように活性層２４の端面反射方向における両方の端面に接触する誘電体層を窒化物膜とすることにより、一層有効にＣＯＤの発生を抑制することができる。
【００５２】
また、半導体レーザ素子１においては、基板１０を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体は六方晶系の結晶構造を有し、基板１０の第１の主面１０Ａは、基板１０を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体のｃ面（｛０００１｝面）をｍ軸方向（＜１０−１０＞方向）に６３°以上８０°未満の範囲の角度で傾斜させた結晶面であってもよい。このようにすることにより、基板１０の第１の主面１０Ａ上に良好なステップフロー成長を維持しつつ半導体層２０をエピタキシャル成長により形成することが容易となる。基板１０の第１の主面１０Ａは、たとえば｛２０−２１｝面とすることができる。
【００５３】
さらに、半導体レーザ素子１において、前側第１誘電体層６０１および後側第１誘電体層７０１の厚みは５ｎｍ以上５０ｎｍ以下とすることが好ましい。前側第１誘電体層６０１および後側第１誘電体層７０１の厚みを５ｎｍ以上とすることにより、活性層２４の前端面２４Ｂおよび後端面２４Ｃをより確実に前側第１誘電体層６０１および後側第１誘電体層７０１により覆うことができる。一方、前側第１誘電体層６０１および後側第１誘電体層７０１の厚みを５０ｎｍ以下とすることにより、前側第１誘電体層６０１および後側第１誘電体層７０１を形成することに起因して活性層２４に歪や応力が発生することを抑制することができる。
【００５４】
次に、半導体レーザ素子１の製造方法の一例について、その概略を説明する。図５を参照して、本実施の形態における半導体レーザ素子の製造方法では、まず工程（Ｓ１０）として基板準備工程が実施される。この工程（Ｓ１０）では、図６を参照して、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなり、半極性面である第１の主面１０Ａを有する基板１０が準備される。具体的には、たとえば第１の主面１０Ａが半極性面となるようにＧａＮからなるインゴットをスライスし、洗浄、乾燥などの手順を経て、基板１０が準備される。
【００５５】
次に、工程（Ｓ２０）としてエピタキシャル成長工程が実施される。この工程（Ｓ２０）では、工程（Ｓ１０）において準備された基板１０上にエピタキシャル成長により半導体層２０が形成される。具体的には、図６を参照して、基板１０の第１の主面１０Ａ上に、バッファ層２１、ｎ側クラッド層２２、ｎ側ガイド層２３、活性層２４、第１ｐ側ガイド層２５、ブロック層２６、第２ｐ側ガイド層２７、ｐ側クラッド層２８およびコンタクト層２９がエピタキシャル成長により順次形成される。この半導体層２０の形成は、基板１０を成長炉内に設置し、成長炉内に適切な原料ガスを供給しつつ、成長炉内の温度および圧力を適切に調整することにより実施することができる。このとき、Ｇａ（ガリウム）の原料ガスとしては、たとえばＴＭＧ（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ  Ｇａｌｌｉｕｍ）、Ａｌ（アルミニウム）の原料ガスとしては、たとえばＴＭＡ（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ）、Ｉｎ（インジウム）の原料ガスとしては、たとえばＴＭＩ（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ  Ｉｎｄｉｕｍ）、Ｎ（窒素）の原料ガスとしては、たとえばアンモニアを採用することができる。これらの原料ガスの流量などを適切に調整することにより、所望の成分組成を有するバッファ層２１、ｎ側クラッド層２２、ｎ側ガイド層２３、活性層２４、第１ｐ側ガイド層２５、ブロック層２６、第２ｐ側ガイド層２７、ｐ側クラッド層２８およびコンタクト層２９を成長させることができる。これにより、図６に示す半導体積層体を得ることができる。
【００５６】
次に、図５を参照して、工程（Ｓ３０）としてリッジ形成工程が実施される。この工程（Ｓ３０）では、工程（Ｓ２０）において作製された半導体積層体にリッジ部が形成される。具体的には、図６および図７を参照して、コンタクト層２９の主面２９Ａ上に溝部５１の形状に対応する開口を有するマスク層８１を形成する。そして、当該マスク層８１をマスクとしてエッチングを行うことにより、コンタクト層２９、ｐ側クラッド層２８および第２ｐ側ガイド層２７を貫通し、底面をブロック層２６内に有する溝部５１が形成される。その結果、隣り合う溝部５１間に挟まれた領域がリッジ部５２となる。つまり、リッジ部５２には、コンタクト層２９、ｐ側クラッド層２８および第２ｐ側ガイド層２７が含まれることとなる。エッチングは、たとえばドライエッチングを採用することができる。ドライエッチングとしては、たとえばＩＣＰ−ＲＩＥ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍ  −  Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）を採用することができる。
【００５７】
次に、図５を参照して、工程（Ｓ４０）として電極形成工程が実施される。この工程では、工程（Ｓ３０）においてリッジ部が形成された半導体積層体に、電極が形成される。具体的には、図７〜図９を参照して、まず、溝部５１の底壁および側壁を覆い、コンタクト層２９の主面２９Ａ上にまで延在する絶縁膜３１が形成される。このとき、絶縁膜３１の形成に先立って、マスク層８１においてコンタクト層２９に接触する領域をサイドエッチングし、絶縁膜３１を形成した後、マスク層８１を除去する。その後、ｐ側電極４１を所望の領域に形成する。ｐ側電極４１は、たとえばｐ側電極４１の所望の形状に応じた開口を有するレジストからなるマスクを形成し、その後ｐ側電極４１を構成する金属の膜を形成したうえで、レジストを除去することにより形成することができる。また、ｎ側電極４２は、ｐ側電極４１の形成後、基板１０の第２の主面１０Ｂ側を研削により除去して基板１０を所望の厚みに調整した後、第２の主面１０Ｂ上にｎ側電極４２を構成する金属の膜を製膜することにより形成することができる。また、ｐ側電極４１およびｎ側電極４２の形成後、適切なアニールを実施することにより、ｐ側電極４１とコンタクト層２９との間、およびｎ側電極４２と基板１０との間の接触抵抗を低減することができる。
【００５８】
次に、図５を参照して、工程（Ｓ５０）として端面形成工程が実施される。この工程（Ｓ５０）では、工程（Ｓ４０）において電極が形成された半導体積層体に、共振面である端面が形成される。具体的には、図９および図２〜図４を参照して、まず前端面２０Ａおよび後端面２０Ｂを形成すべき所望の領域をスクライブすることにより、スクライブ溝を形成する。スクライブは、たとえばレーザスクライバを用いて実施することができる。次に、スクライブ溝に沿って半導体積層体を割断する。割断は、たとえば割断用のブレードを有するブレーキング装置を用いて実施することができる。これにより、端面反射方向の両端に位置する共振面である前端面２０Ａおよび後端面２０Ｂが形成される。ここで、前端面２０Ａおよび後端面２０Ｂは、基板１０の第１の主面１０Ａに対して垂直に形成される。そして、第１の主面１０Ａは半極性面であるため、前端面２０Ａおよび後端面２０Ｂは単一の結晶面（劈開面）から構成されるのではなく、微視的に見て複数の結晶面が互いに接続されて構成された割断面となる（図９参照）。
【００５９】
次に、図５を参照して、工程（Ｓ６０）として誘電体多層膜形成工程が実施される。この工程（Ｓ６０）では、工程（Ｓ５０）において形成された前端面２０Ａおよび後端面２０Ｂ上に、それぞれ前側誘電体多層膜６０および後側誘電体多層膜７０が形成される。前側誘電体多層膜６０および後側誘電体多層膜７０は、たとえばＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）スパッタにより形成することができる。ここで、前側誘電体多層膜６０に含まれる前側第１誘電体層６０１と前側第２誘電体層６０２とは、それぞれ同一元素の窒化物および酸化物からなっていることが好ましい。これにより、前側第１誘電体層６０１と前側第２誘電体層６０２とを同一のターゲットを用い、雰囲気ガスのみを変更することにより、連続的に形成することが可能となり、製造プロセスの簡略化が実現される。また、同様の理由により、後側誘電体多層膜７０に含まれる後側第１誘電体層７０１と後側第２誘電体層７０２とは、それぞれ同一元素の窒化物および酸化物からなっていることが好ましい。具体的には、たとえば前側第１誘電体層６０１や後側第１誘電体層７０１をＳｉＮからなるものとし、前側第２誘電体層６０２や後側第２誘電体層７０２をＳｉＯ２からなるものとすることができる。また、たとえば前側第１誘電体層６０１や後側第１誘電体層７０１をＡｌＮからなるものとし、前側第２誘電体層６０２や後側第２誘電体層７０２をＡｌ２Ｏ３からなるものとすることができる。
【００６０】
以上の手順により、本実施の形態における半導体レーザ素子１を製造することができる。その後、ダイシング、ブレーキングなどが実施されることによりチップ化され、ダイボンディング、ワイヤボンディング、パッケージングなどが実施されて実装される。
【００６１】
（変形例）
次に、本実施の形態における半導体レーザ素子１の変形例について説明する。本変形例における半導体レーザ素子１は、基本的には上記実施の形態における半導体レーザ素子１と同様の構造を有し、同様に動作する。しかし、本変形例の半導体レーザ素子１は、活性層２４の構造において上記実施の形態の半導体レーザ素子１とは異なっている。
【００６２】
図１０を参照して、本変形例における半導体レーザ素子１の活性層２４は、井戸層２４１と、障壁層２４２とを含んでいる。より具体的には、活性層２４は、井戸層２４１と障壁層２４２とが交互に積層された構造を有している。井戸層２４１および障壁層２４２は、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなっている。井戸層２４１を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体としては、たとえばＩｎＧａＮなどを採用することができる。すなわち、活性層２４は、ＩＩＩ族元素としてＩｎを含有する要素層としての井戸層２４１を含んでいてもよい。井戸層２４１を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体は、ＩｎｘＧａ１−ｘＮからなり、ｘの値が０．２以上であってもよい。一方、障壁層２４２を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体としては、たとえばＧａＮ、ＩｎＧａＮなどを採用することができる。活性層２４は、その内部において電子と正孔とが再結合して光を発生するＭＱＷ（Ｍｕｌｔｉ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）を構成する。活性層２４は、４８０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光を発生するものとすることができる。
【００６３】
このように、本変形例における半導体レーザ素子１においても、活性層２４の端面２４Ｂ，２４Ｃに接触して配置される誘電体層は、窒化物からなる窒化物膜とされる。そのため、活性層２４を構成するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体と酸化物膜との接触に起因したＣＯＤの発生が抑制される。
【００６４】
なお、本変形例の半導体レーザ素子１は、上記実施の形態において工程（Ｓ２０）として実施されるエピタキシャル成長工程において、活性層２４の形成時に井戸層２４１および障壁層２４２を交互に積層して形成する点を除き、基本的には上記実施の形態の場合と同様の製造方法により製造することができる。
【実施例１】
【００６５】
活性層の端面に接触する誘電体層として窒化物膜を形成することによる半導体レーザ素子の特性への影響を調査する実験を行った。実験の手順は以下の通りである。
【００６６】
図１〜図４に基づいて説明した上記実施の形態と同様の構造を有する半導体レーザ素子を作製した。前側第１誘電体層６０１および後側第１誘電体層７０１としては、厚み１０ｎｍのＳｉＮ膜を採用した。前側第２誘電体層６０２、後側第２誘電体層７０２、後側第４誘電体層７０４、後側第６誘電体層７０６、後側第８誘電体層７０８、後側第１０誘電体層７１０および後側第１２誘電体層７１２としては、厚み８８ｎｍのＳｉＯ２膜を採用した。前側第３誘電体層６０３、後側第３誘電体層７０３、後側第５誘電体層７０５、後側第７誘電体層７０７、後側第９誘電体層７０９、後側第１１誘電体層７１１および後側第１３誘電体層７１３としては、厚み６１ｎｍのＴａ２Ｏ３膜を採用した。前側第４誘電体層６０４としては厚み３６ｎｍ、後側第１４誘電体層７１４としては厚み１０ｎｍのＳｉＯ２膜を採用した。また、活性層２４は、ＩｎＧａＮからなる厚み２．５ｎｍの井戸層（ＳＱＷ）とした（窒化物膜あり）。一方、比較のため、同じ構造において前側第１誘電体層６０１および後側第１誘電体層７０１を省略した半導体レーザ素子を作製した（窒化物膜なし）。
【００６７】
そして、上記半導体レーザ素子（サンプル）を複数個作製した後、Ｉｔｈ（閾値電流）および５０ｍＷにおけるＩｏｐ（動作電流）を調査する実験を行った。ＩｔｈおよびＩｏｐは、Ｔｃ（ケース温度）６０℃の条件下にて測定した。実験結果を表１および図１１に示す。図１１には、各範囲の閾値電流を示したサンプルの個数が示されている。
【００６８】
【表１】
2015216303.tif 000003
表１および図１１を参照して、ＩｔｈおよびＩｏｐについては、平均値だけでなく、最小値、中央値、中央値と最小値との差においても、窒化物膜の有無による明確な差は存在していない。このことから、活性層の端面に窒化物膜を形成した場合でも、窒化物膜を形成しない従来のものと比較して、初期特性において遜色のない半導体レーザ素子が得られることが確認された。
【実施例２】
【００６９】
活性層の端面に接触する誘電体層として窒化物膜を形成することによる効果を確認する実験を行った。具体的には、上記実施例１において作製した半導体レーザ素子（サンプル）について、窒化物膜の有無による寿命への影響を調査した。その結果、窒化物膜を形成したサンプルは、窒化物膜を形成しないサンプルに比べて長寿命である傾向が確認された。
【００７０】
また、一定時間動作後における活性層の端面と誘電体多層膜との界面の状態をＳＴＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）にて観察し、窒化物膜の有無による界面付近の状態への影響を確認した。窒化物膜を形成したサンプルの観察結果を図１２に、窒化物膜を形成しなかったサンプルの観察結果を図１３に示す。図１１および図１２は、ｎ側ガイド層９５、活性層９４および第１ｐ側ガイド層９３の端面と誘電体多層膜（ＳｉＮ膜９１およびＳｉＯ２膜９２）との界面付近を示している。図１１および図１２において、ｎ側ガイド層９５、活性層９４および第１ｐ側ガイド層９３内の丸印は、これらの層を構成する原子を示している。
【００７１】
図１２を参照して、窒化物膜であるＳｉＮ膜９１を形成した場合、一定時間運転後も、界面付近の原子の配列は乱れていない。これに対し、図１３を参照して、窒化物膜が形成されず、酸化物膜であるＳｉＯ２膜９２が活性層９４の端面と直接接触する場合、一定時間運転後には原子配列の乱れた領域（領域α）が形成されている。このことから、活性層の端面に接触する領域に窒化物膜を形成することにより、ＣＯＤの発生が抑制されることが確認された。
【００７２】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本願の半導体レーザ素子は、主面が半極性面である基板上に活性層を含む半導体層を形成した構造を有する半導体レーザ素子に、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００７４】
１  半導体レーザ素子
１０  基板
１０Ａ  第１の主面
１０Ｂ  第２の主面
２０  半導体層
２０Ａ  前端面
２０Ｂ  後端面
２１  バッファ層
２１Ａ  主面
２２  ｎ側クラッド層
２２Ａ  主面
２３  ｎ側ガイド層
２３Ａ  主面
２４  活性層
２４１  井戸層
２４２  障壁層
２４Ａ  主面
２４Ｂ  前端面（端面）
２４Ｃ  後端面（端面）
２５  第１ｐ側ガイド層
２５Ａ  主面
２６  ブロック層
２６Ａ  主面
２７  第２ｐ側ガイド層
２７Ａ  主面
２８  ｐ側クラッド層
２８Ａ  主面
２９  コンタクト層
２９Ａ  主面
３１  絶縁膜
３１Ａ  開口部
４１  ｐ側電極
４２  ｎ側電極
５１  溝部
５２  リッジ部
６０  前側誘電体多層膜
６０１  前側第１誘電体層
６０２  前側第２誘電体層
６０３  前側第３誘電体層
６０４  前側第４誘電体層
７０  後側誘電体多層膜
７０１  後側第１誘電体層
７０２  後側第２誘電体層
７０３  後側第３誘電体層
７０４  後側第４誘電体層
７０５  後側第５誘電体層
７０６  後側第６誘電体層
７０７  後側第７誘電体層
７０８  後側第８誘電体層
７０９  後側第９誘電体層
７１０  後側第１０誘電体層
７１１  後側第１１誘電体層
７１２  後側第１２誘電体層
７１３  後側第１３誘電体層
７１４  後側第１４誘電体層
８１  マスク層
９１  ＳｉＮ膜
９２  ＳｉＯ２膜
９３  第１ｐ側ガイド層
９４  活性層
９５  ｎ側ガイド層
【図１】
2015216303.tif 000004
【図２】
2015216303.tif 000005
【図３】
2015216303.tif 000006
【図４】
2015216303.tif 000007
【図５】
2015216303.tif 000008
【図６】
2015216303.tif 000009
【図７】
2015216303.tif 000010
【図８】
2015216303.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2015216303.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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