(57)【要約】【課題】特性悪化を抑制して信頼性を向上することができる発光デバイスおよび発光デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】光出射部に保護膜が形成された発光型半導体チップが実装された発光デバイスであって、保護膜は、酸窒化アルミニウムからなる第１の誘電体膜と、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる第２の誘電体膜と、酸化物またはフッ化物からなる第３の誘電体膜と、を含み、第１の誘電体膜は第２の誘電体膜よりも光出射部側に位置し、第２の誘電体膜は第３の誘電体膜よりも光出射部側に位置している発光デバイスとその発光デバイスの製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光出射部に保護膜が形成された発光型半導体チップが実装された発光デバイスであって、前記発光型半導体チップは気密封止されておらず、前記保護膜は、酸窒化アルミニウムからなる第１の誘電体膜と、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる第２の誘電体膜と、酸化物またはフッ化物からなる第３の誘電体膜と、を含み、前記第１の誘電体膜は前記第２の誘電体膜よりも前記光出射部側に位置し、前記第２の誘電体膜は前記第３の誘電体膜よりも前記光出射部側に位置していることを特徴とする、発光デバイス。
【請求項２】
前記発光型半導体チップがフレームパッケージの形態で実装されていることを特徴とする、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項３】
光出射部に保護膜が形成された発光型半導体チップが実装された発光デバイスであって、前記発光型半導体チップは有機物を含む接着剤とともに気密封止されており、前記保護膜は、酸窒化アルミニウムからなる第１の誘電体膜と、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる第２の誘電体膜と、酸化物またはフッ化物からなる第３の誘電体膜と、を含み、前記第１の誘電体膜は前記第２の誘電体膜よりも前記光出射部側に位置し、前記第２の誘電体膜は前記第３の誘電体膜よりも前記光出射部側に位置していることを特徴とする、発光デバイス。
【請求項４】
前記発光型半導体チップは窒化物ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の発光デバイス。
【請求項５】
前記発光型半導体チップは半導体レーザチップであ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発光デバイス。
【請求項６】
前記第３の誘電体膜が酸化物からなり、前記第３の誘電体膜はアルミニウム、シリコン、ハフニウム、タンタル、ジルコニウム、ニオブ、チタンおよびイットリウムからなる群から選択された少なくとも１種の酸化物からな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発光デバイス。
【請求項７】
前記第３の誘電体膜がフッ化物からなり、前記第３の誘電体膜がマグネシウムおよびカルシウムからなる群から選択された少なくとも１種のフッ化物からな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発光デバイス。
【請求項８】
光出射部に保護膜が形成された発光型半導体チップを実装した発光デバイスを製造する方法であって、
前記保護膜に含まれる酸窒化アルミニウムからなる第１の誘電体膜を形成する工程と、
前記保護膜に含まれる窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる第２の誘電体膜を形成する工程と、
前記保護膜に含まれる酸化物またはフッ化物からなる第３の誘電体膜を形成する工程と、
前記発光型半導体チップを気密封止することなく実装する工程と、を含む、発光デバイスの製造方法。
【請求項９】
光出射部に保護膜が形成された発光型半導体チップを実装した発光デバイスを製造する方法であって、
前記保護膜に含まれる酸窒化アルミニウムからなる第１の誘電体膜を形成する工程と、
前記保護膜に含まれる窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる第２の誘電体膜を形成する工程と、
前記保護膜に含まれる酸化物またはフッ化物からなる第３の誘電体膜を形成する工程と、
前記発光型半導体チップを有機物を含む接着剤とともに気密封止して実装する工程と、を含む、発光デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光デバイスおよび発光デバイスの製造方法に関し、特に、特性悪化を抑制して信頼性を向上することができる発光デバイスおよび発光デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光型半導体チップを実装した発光デバイスは、発光型半導体チップが支持体上に実装されてパッケージにより気密封止されることが多い。しかしながら、パッケージで発光型半導体チップを気密封止することは発光デバイスの小型化の妨げになるため、パッケージによる気密封止を必要としない発光デバイスが要望されることがある。
【０００３】
また、発光デバイスの製造コストを低減する観点からもパッケージによる気密封止工程を削減することはメリットがある。たとえば、ＣＤ（Compact Disk）に用いられる発光波長７８０ｎｍの半導体レーザデバイス、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disk）に用いられる発光波長６５０ｎｍの半導体レーザデバイスは、小型化が要求される際には、フレームパッケージと称される気密封止を行なわない形態で実装される。
【０００４】
また、用途によっては、発光型半導体チップを光学素子とともにパッケージにより気密封止することがある。この場合には、たとえば光学素子のパッケージ内での接着等に有機物を含む接着剤が用いられる。
【０００５】
しかしながら、近年登場した発光波長が４０５ｎｍ程度の半導体レーザデバイスにおいては、有機物を含む接着剤と半導体レーザチップとをパッケージ内に気密封止した場合には半導体レーザチップの端面にシリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）からなる堆積物が形成されて著しい特性悪化が起こることが知られている（たとえば特許文献１参照）。
【０００６】
実際に有機物を含む接着剤と発光波長が４０５ｎｍ程度の半導体レーザチップとをパッケージ内に気密封止した半導体レーザデバイスの連続駆動試験を行なった結果を図１４に示す。ここで、連続駆動試験は、半導体レーザデバイスの連続駆動試験専用の装置を用いて、温度７５℃で光出力が１５ｍＷで一定になるように駆動電流値を制御するようなモード（ＡＰＣモード）で行なった。図１４に示すように、半導体レーザチップ端面への堆積物の形成が原因と考えられる駆動電流値の大きな変動が見られる。
【０００７】
このような半導体レーザチップの端面への堆積物の形成は、有機物を含む接着剤だけでなく、半導体レーザチップの製造工程で付着した有機物によっても、発光波長５５０ｎｍ以下の半導体レーザデバイスで発生し、半導体レーザデバイスの特性悪化を引き起こす（たとえば特許文献２参照）。
【０００８】
以上のような現象は、発光波長が６５０ｎｍ以上の発光デバイスでは見られない現象である。
【特許文献１】特開２００４−２８９０１０号公報
【特許文献２】特開２００４−４００５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
たとえば特許文献１には、パッケージ内のＳｉ有機化合物ガスの蒸気圧を低くすることによって、半導体レーザチップの端面への堆積物の形成を防止する技術が開示されている。しかしながら、特許文献１に開示された技術においては、光学素子とともに半導体レーザチップを気密封止する必要がある等のために光学素子のパッケージ内での接着に有機物を含む接着剤を使用せざるを得ない場合には、パッケージ内のＳｉ有機化合物ガスの蒸気圧を低くすることは極めて難しく、可能であっても複雑な製造工程を必要とする。
【００１０】
また、特許文献２には、半導体レーザチップの発光波長よりも短い波長の光を半導体レーザチップが実装された支持体に照射することによって、半導体レーザチップの端面への堆積物の形成を防止する技術が開示されている。しかしながら、特許文献２に開示された技術においても製造工程が煩雑になる。
【００１１】
さらに、発光波長が４００ｎｍ〜４３７ｎｍの半導体レーザチップにおいては、パッケージで半導体レーザチップを覆うことなく大気に曝した状態で使用した場合でも、半導体レーザチップの光出射部上の保護膜の表面に堆積物が形成することも見出された。このような現象は、発光波長が７８０ｎｍや６５０ｎｍの半導体レーザチップでは見られない現象である。この現象は、上述したＣＤやＤＶＤの小型用途に用いられるフレームパッケージが発光波長が短い半導体レーザチップには用いることができないことを意味する。堆積物の形成は、出射光の形状の乱れ、高出力駆動時の光出射部の劣化、閾値電流値や微分効率等の諸特性の悪化をもたらし、半導体レーザチップが実装された半導体レーザデバイスの信頼性の低下を引き起こすためである。
【００１２】
上記の堆積物の形成は、出射光の光密度の高い半導体レーザチップにおいて顕著に見られるが、発光ダイオード等の他の発光型半導体チップにおいても発光波長が短い場合には当然に起こるものと考えられるため、発光波長の短い発光型半導体チップを実装した発光デバイス全体の問題と考えられる。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、特性悪化を抑制して信頼性を向上することができる発光デバイスおよび発光デバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、光出射部に保護膜が形成された発光型半導体チップが実装された発光デバイスであって、発光型半導体チップは気密封止されておらず、保護膜は、酸窒化アルミニウムからなる第１の誘電体膜と、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる第２の誘電体膜と、酸化物またはフッ化物からなる第３の誘電体膜と、を含み、第１の誘電体膜は第２の誘電体膜よりも光出射部側に位置し、第２の誘電体膜は第３の誘電体膜よりも光出射部側に位置している発光デバイスである。
【００１５】
ここで、本発明の発光デバイスにおいては、発光型半導体チップをフレームパッケージの形態で実装することができる。
【００１６】
また、本発明は、光出射部に保護膜が形成された発光型半導体チップが実装された発光デバイスであって、発光型半導体チップは有機物を含む接着剤とともに気密封止されており、保護膜は、酸窒化アルミニウムからなる第１の誘電体膜と、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる第２の誘電体膜と、酸化物またはフッ化物からなる第３の誘電体膜と、を含み、第１の誘電体膜は第２の誘電体膜よりも光出射部側に位置し、第２の誘電体膜は第３の誘電体膜よりも光出射部側に位置している発光デバイスである。
【００１７】
また、本発明の発光デバイスにおいては、発光型半導体チップは窒化物ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含むことが好ましい。
【００１８】
また、本発明の発光デバイスにおいては、発光型半導体チップが半導体レーザチップであることが好ましい。
【００１９】
また、本発明の発光デバイスにおいては、第３の誘電体膜が酸化物からなり、第３の誘電体膜はアルミニウム、シリコン、ハフニウム、タンタル、ジルコニウム、ニオブ、チタンおよびイットリウムからなる群から選択された少なくとも１種の酸化物からなることが好ましい。
【００２０】
また、本発明の発光デバイスにおいては、第３の誘電体膜がフッ化物からなり、第３の誘電体膜がマグネシウムおよびカルシウムからなる群から選択された少なくとも１種のフッ化物からなることからなることが好ましい。
【００２１】
また、本発明は、光出射部に保護膜が形成された発光型半導体チップを実装した発光デバイスを製造する方法であって、保護膜に含まれる酸窒化アルミニウムからなる第１の誘電体膜を形成する工程と、保護膜に含まれる窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる第２の誘電体膜を形成する工程と、保護膜に含まれる酸化物またはフッ化物からなる第３の誘電体膜を形成する工程と、発光型半導体チップを気密封止することなく実装する工程と、を含む、発光デバイスの製造方法である。
【００２２】
さらに、本発明は、光出射部に保護膜が形成された発光型半導体チップを実装した発光デバイスを製造する方法であって、保護膜に含まれる酸窒化アルミニウムからなる第１の誘電体膜を形成する工程と、保護膜に含まれる窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる第２の誘電体膜を形成する工程と、保護膜に含まれる酸化物またはフッ化物からなる第３の誘電体膜を形成する工程と、発光型半導体チップを有機物を含む接着剤とともに気密封止して実装する工程と、を含む、発光デバイスの製造方法である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、特性悪化を抑制して信頼性を向上することができる発光デバイスおよび発光デバイスの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００２５】
本発明者は、上記の課題を解決するために、発光型半導体チップの光出射部上に形成される保護膜に着目した。従来の堆積物の形成への対策は、特許文献１や特許文献２のようなものであって、光出射部に形成される保護膜に関する検討はこれまでほとんど行なわれていない。
【００２６】
具体的には、本発明者は、発光波長（発光する光の波長）が４００ｎｍ〜４１０ｎｍである半導体レーザチップ（窒化物ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いて形成）の光出射部が含まれる共振器端面に種々の材料を用いて種々の構成で保護膜を形成し、実装した半導体レーザデバイスについて連続駆動試験を行なった。
【００２７】
ここで、半導体レーザチップの実装は、保護膜の形成後の半導体レーザチップをサブマウントをはんだで接着し、半導体レーザチップが接着されたサブマウントを支持台にはんだで接着することにより行なった。また、連続駆動試験は、半導体レーザチップをパッケージで気密封止（パッケージの外側の気体がパッケージの内側に入り込まないようにパッケージで封止すること）することなく行なった。
【００２８】
まず、共振器端面に酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）からなる保護膜を形成した半導体レーザチップ（従来例１）を実装した半導体レーザデバイスの連続駆動試験を行なった。その結果を図８に示す。ここで、連続駆動試験は、半導体レーザデバイスの連続駆動試験専用の装置を用いて、温度７５℃で光出力が１５ｍＷで一定になるように駆動電流値を制御するようなモード（ＡＰＣモード）で行なった。
【００２９】
図８に示すように、従来例１の半導体レーザチップを実装した半導体レーザデバイスの連続駆動試験においては、駆動電流値は大きく変動していた。これは、特許文献１および特許文献２で示されている結果と同様の結果となっている。
【００３０】
次に、共振器端面に直接接する酸窒化アルミニウム膜およびその直上に形成した酸化アルミニウム膜からなる保護膜を共振器端面に形成した半導体レーザチップ（従来例２）を作製した。この従来例２の半導体レーザチップでは、連続駆動試験前に行なった評価において、従来例１よりも高いＣＯＤ（Catastrophic Optical Damage）レベルが得られた。したがって、従来例２の半導体レーザチップは、従来例１の半導体レーザチップよりも出力特性が向上したといえる。これは、共振器端面を構成する半導体に接するように酸窒化アルミニウム膜を形成することにより、半導体と酸窒化アルミニウム膜との界面の酸化が従来例１と比べて抑制されて、非発光再結合準位が減少したことで光吸収が減少したためと考えられる。また、酸窒化アルミニウム膜は、優れた熱伝導性を有しているため、光出射部で発生した熱を効率良く逃がせることも高出力特性の向上の一因であると考えられる。さらに、酸窒化アルミニウム膜中の酸素は半導体と酸窒化アルミニウム膜との密着性および酸窒化アルミニウム膜とその直上の酸化アルミニウム膜との密着性の向上に役立っているものと考えられる。
【００３１】
続いて、従来例２の半導体レーザチップを従来例１と同様に実装した半導体レーザデバイスの連続駆動試験を行なった。その結果を図９に示す。ここで、連続駆動試験は、従来例１と同様に半導体レーザデバイスの連続駆動試験専用の装置を用いて、温度７５℃で光出力が１５ｍＷで一定になるように駆動電流値を制御するようなモード（ＡＰＣモード）で行なった。
【００３２】
しかしながら、図９に示すように、従来例２の半導体レーザチップを実装した半導体レーザデバイスにおいても従来例１の半導体レーザチップを実装した半導体レーザデバイスと同様に駆動電流値の大きな変動が見られることから、半導体レーザチップをより高出力でより安定に駆動させることと、本発明の課題である発光デバイスの特性悪化を簡便に抑制して信頼性を向上することとは全く別問題であるといえる。
【００３３】
また、発光波長が４３７ｎｍで保護膜が従来例２と同様に共振器端面に直接接する酸窒化アルミニウム膜およびその直上の酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）膜からなるなる構成とした半導体レーザチップを実装した半導体レーザデバイスについても従来例２と同様に連続駆動試験を行なった。その結果を図１０に示す。
【００３４】
図１０に示すように、この半導体レーザデバイスについても従来例２と同様に駆動電流値の大きな変動が見られることから、堆積物の形成が原因と思われる駆動電流値の変動は、発光波長が４０５ｎｍよりも長い波長帯においても発生することがわかる。
【００３５】
さらに、共振器端面に直接接する酸窒化アルミニウム膜およびその直上に形成した窒化シリコン膜からなる保護膜を共振器端面に形成した半導体レーザチップ（従来例３）を作製し、従来例３の半導体レーザチップを従来例１および従来例２と同様に実装した半導体レーザデバイスの連続駆動試験を上記と同様にして行なった。その結果を図１１に示す。
【００３６】
図１１に示すように従来例３の半導体レーザチップを実装した半導体レーザデバイスについても従来例１および従来例２と同様に駆動電流値の周期的変動が見られた。しかしながら、詳細に調査を行なったところ、上記の他の保護膜を形成した場合とは様子が異なっていることが判明した。
【００３７】
まず、特許文献１によると、堆積物の形成により、半導体レーザデバイスのファーフィールドパターン（ＦＦＰ：Far Field Pattern）に乱れが生じるとされている。本発明者の実験においても、従来例１および従来例２では、特許文献１と同様に連続駆動試験前には見られなかったＦＦＰの乱れが観測された。ところが、従来例３の半導体レーザチップを実装した半導体レーザデバイスにおいては、連続駆動試験前後でＦＦＰに変化がないことが判明した。この点に注目し、さらに詳細に調査を行なった。
【００３８】
図１２に、連続駆動試験後の従来例３の半導体レーザチップの窒化シリコン膜の表面近傍の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Transmission Electron Microscope）による観察結果を示す。図１２に示すように、従来例３の半導体レーザチップの窒化シリコン膜の表面上には変質層が形成されている。この変質層をエネルギー分散Ｘ線分光法（ＥＤＸ：Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy）により元素分析を行なった結果、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）が検出された。この点では、従来見られた堆積物の形成と同様である。
【００３９】
しかしながら、特許文献１で掲載されているＴＥＭ観察結果のような保護膜上に堆積物が無秩序に付着しているのとは様子が異なり、比較的綺麗な層状を維持したまま変質層が形成されていることがわかった。そのため、連続駆動試験後であっても従来例３の半導体レーザチップにおいてはＦＦＰに乱れが生じていないものと考えられる。また、１つの可能性として、堆積物が形成されたのではなく、窒化シリコン膜の表面から窒素（Ｎ）と酸素（Ｏ）の入れ替わりが起こり、このような変質層が形成されたということも考えられるようなＴＥＭ観察結果となっている。
【００４０】
以上のような結果から、従来例３の半導体レーザチップを実装した半導体レーザデバイスにおいては、これまで報告されているような現象とは異なることが起こっていると考えられる。しかしながら、従来例３の半導体レーザチップを実装した半導体レーザデバイスにおいても駆動電流値の変動が起こっているのは事実であり、この点を改善しなければ本発明の課題を解決することができない。
【００４１】
本発明者は、従来例３において駆動電流値が変動する原因がＴＥＭ観察結果で見られた窒化シリコン膜上の変質層にあると考えた。変質層が堆積物の形成によるものか、窒素と酸素の入れ替わりによるものかはわからないが、窒化シリコンと酸化シリコン（ＳｉＯx）とでは屈折率が異なる。そのため、いずれの場合でも、変質層の形成とともに光が感じる反射率は異なっていく。反射率が異なる場合には半導体レーザデバイスの特性は変動するし、特に、図８〜図１１に見られるような、駆動電流値が時には低下するような現象は反射率の変動に起因するものと考えられる。光出射部上の窒化シリコン膜の反射率を測定することが可能であれば検証することもできるのであるが、半導体レーザチップの光出射部の径は一般的にわずか２μｍ程度であり、窒化シリコン膜の２μｍ程度の径の領域のみの反射率を測定することは極めて難しいと考えられる。
【００４２】
そこで、本発明者は、引き続き、窒化シリコン膜の表面上に変質層が形成されないような手法がないかどうか検討した。
【００４３】
まず、最初に、最表面となる窒化シリコン膜の表面から窒素が離脱しにくくするような表面処理法を検討した。これは、窒化シリコン膜から窒素が離脱しなければ酸素との入れ替わりも生じないのではないかと考えたことによるものである。そのため、窒化シリコン膜を形成した後に、通常は行なわない窒素プラズマによる照射を行なった。これは、窒化シリコン膜の表面での窒素の不足を解消する目的である。
【００４４】
しかしながら、窒素プラズマが照射された半導体レーザチップを気密封止することなく実装した半導体レーザデバイスの連続駆動試験を行なったところ、従来例３の半導体レーザチップを実装した半導体レーザデバイスと同様の結果となって、効果が見られなかった。
【００４５】
次に、半導体に直接接する酸窒化アルミニウム膜を形成し、その直上に窒化シリコン膜を形成し、窒化シリコン膜の表面上に酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）膜を備えた保護膜を形成した半導体レーザチップを作製した。そして、この半導体レーザチップを従来例１〜３と同様に実装した半導体レーザデバイスについて従来例１〜３と同様に連続駆動試験を行なった。その結果を図１３に示す。
【００４６】
図１３に示すように、この半導体レーザデバイスにおいては従来例１〜３で見られたような駆動電流値の大きな変動は見られず、外部からの不純物の混入を防止するために半導体レーザチップをパッケージ内に気密封止して実装された半導体レーザデバイスと同様の結果が得られている。
【００４７】
また、この半導体レーザデバイスを３００時間連続駆動させた後に、光学顕微鏡で保護膜の表面を観察してみたが、変質層の存在は確認することができなかった。窒化シリコン膜は一般的に防湿性や耐酸化性が高い窒化物膜であると言われているが、なぜ、酸窒化アルミニウム膜、窒化シリコン膜および酸化アルミニウム膜から構成される保護膜の構造が従来において問題視されていた堆積物の形成に効果があるかは現時点ではわかっていない。おそらく、堆積物の形成には、波長が短い光と、雰囲気中に含まれていて堆積物の元になる物質以外にも何かしらの要因が影響していて、窒化シリコン膜にはその何かしらの要因を排除する効果があるものと推測される。
【００４８】
そして、窒化シリコン膜上の酸化アルミニウム膜は、一般的には耐酸化性が高いとされている窒化シリコン膜であっても気密封止しない場合に生じるシリコンと酸素からなる変質層の形成に対して効果があると考えられる。これは、半導体レーザデバイスのように極めて高い光密度の下では、窒化物膜の中では耐酸化性が高いと言われている窒化シリコン膜であっても酸化が起こるところをより強い耐酸化性を有する酸化アルミニウム膜で防止しているのではないかと推測される。また、耐酸化性の強い材料としては、酸化アルミニウム膜以外にも各種の酸化物膜またはフッ化物膜を用いることができると考えられる。さらに、酸窒化シリコン膜についても窒化シリコン膜と同様の効果が発現するものと考えられる。以上の実験結果により、本発明者は、本発明を想到するに至った。
【００４９】
（実施の形態１）
図１に、本発明の発光デバイスの一例である半導体レーザデバイスの一例の模式的な斜視図を示す。図１に示す半導体レーザデバイスは、フレームパッケージと称されるパッケージによる気密封止を行なわない形態で半導体レーザチップ１０が実装された構成となっている。ここで、半導体レーザチップ１０はサブマウント１２１上に設置されており、サブマウント１２１はリードピン１２４を備えた放熱フィン１２３上に設置されている。また、放熱フィン１２３上には樹脂モールドされたフレームパッケージ１２２が半導体レーザチップ１０の周囲において半導体レーザチップ１０からの出射光が外部に取り出される箇所以外の箇所を取り囲むようにして形成されている。
【００５０】
図２に、図１に示す半導体レーザチップ１０の一例の共振器長方向に沿った構成を模式的に示す。ここで、半導体レーザチップ１０は、基板上に窒化物ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる窒化物半導体結晶層が積層された構造を含む窒化物半導体層積層構造体３０を有しており、窒化物半導体層積層構造体３０は窒化物ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる多重量子井戸構造を有する活性層２４を有しており、活性層２４の光出射側の共振器端面に光が出射する光出射部３７が配置されている。
【００５１】
窒化物半導体層積層構造体３０の光出射側の共振器端面１６上には、共振器端面１６に接する酸窒化アルミニウム膜からなる第１の誘電体膜２９、窒化シリコン膜からなる第２の誘電体膜３１および酸化アルミニウム膜からなる第３の誘電体膜３２が順次積層されることによって保護膜３６が形成されている。
【００５２】
また、窒化物半導体層積層構造体３０の光反射側の共振器端面１７上には酸窒化アルミニウム膜３３が共振器端面１７に接して形成され、その直上には酸化アルミニウム膜３４が形成され、さらにその上には窒化シリコン膜と酸化シリコン膜とのペアが６ペア形成された高反射膜３５が形成されている。なお、光反射側の共振器端面１７上の膜構成については、光出射部側の膜構成と同様の構成としてもよい。
【００５３】
そして、窒化物半導体層積層構造体３０の光反射側の共振器端面１７上のこれらの膜によって活性層２４から出射される光の反射率が９５％となるように設定されている。
【００５４】
ここで、第１の誘電体膜２９の厚さは、３ｎｍ以上であることが好ましく、６ｎｍ以上であることがより好ましい。第１の誘電体膜２９の厚さが３ｎｍ以上である場合、特に６ｎｍ以上である場合には、半導体レーザチップ１０を気密封止せずに実装したときでも良好な高出力特性が得られる傾向にある。
【００５５】
また、第１の誘電体膜２９の厚さは、５００ｎｍ以下であることが好ましく、３００ｎｍ以下であることがより好ましい。第１の誘電体膜２９の厚さが５００ｎｍ以下である場合、特に３００ｎｍ以下である場合には、第１の誘電体膜２９が均一に形成されて、半導体レーザチップ１０を気密封止せずに実装したときでも良好な高出力特性の半導体レーザデバイスが歩留まり良く得られる傾向にある。
【００５６】
なお、本実施の形態においては、第１の誘電体膜２９の厚さは２０ｎｍとされている。
また、第２の誘電体膜３１の厚さは２０ｎｍ以上であることが好ましく、５０ｎｍ以上であることがより好ましい。第２の誘電体膜３１の厚さが２０ｎｍ以上である場合、特に５０ｎｍ以上である場合には、半導体レーザデバイスの特性悪化の抑制効果が大きくなる傾向にある。
【００５７】
また、第２の誘電体膜３１の厚さは１０００ｎｍ以下であることが好ましく、５００ｎｍ以下であることがより好ましい。第２の誘電体膜３１の厚さが１０００ｎｍ以下である場合、特に５００ｎｍ以下である場合には、第２の誘電体膜３１が均一に形成されて、所望の特性を有する半導体レーザチップ１０が歩留まり良く得られる傾向が大きくなる。
【００５８】
また、本実施の形態においては、第２の誘電体膜３１は窒化シリコン膜から形成されているが、本発明においては、第２の誘電体膜３１は酸窒化シリコン膜から形成されていてもよい。
【００５９】
ここで、第２の誘電体膜３１が酸窒化シリコン膜から形成されている場合には、酸窒化シリコン膜中のシリコン、酸素および窒素の総原子数に対する窒素の原子数の割合（％）は５％以上であることが好ましく、２０％以上であることがより好ましい。酸窒化シリコン膜から形成される第２の誘電体膜３１中のシリコン、酸素および窒素の総原子数に対する窒素の原子数の割合（％）が５％以上である場合、特に２０％以上である場合には、発光デバイスの特性悪化の抑制効果が大きくなる傾向にある。
【００６０】
なお、本実施の形態においては、第２の誘電体膜３１の厚さは３００ｎｍとされている。
【００６１】
また、第３の誘電体膜３２の厚さは、５ｎｍ以上であることが好ましく、１０ｎｍ以上であることがより好ましい。第３の誘電体膜３２の厚さが５ｎｍ以上である場合、特に１０ｎｍ以上である場合には、半導体レーザデバイスの特性悪化の抑制効果が大きくなる傾向にある。
【００６２】
また、第３の誘電体膜３２の厚さは１０００ｎｍ以下であることが好ましく、５００ｎｍ以下であることがより好ましい。第３の誘電体膜３２の厚さが１０００ｎｍ以下である場合、特に５００ｎｍ以下である場合には、第３の誘電体膜３２が均一に形成されて、所望の特性を有する半導体レーザチップ１０が歩留まり良く得られる傾向が大きくなる。
【００６３】
また、本実施の形態においては、第３の誘電体膜３２は酸化アルミニウム膜から形成されているが、本発明においては、第３の誘電体膜３２はアルミニウム、シリコン、ハフニウム、タンタル、ジルコニウム、ニオブ、チタンおよびイットリウムからなる群から選択された少なくとも１種の金属の酸化物からなっていることが好ましい。第３の誘電体膜３２が上記の金属の酸化物から構成されている場合には、これらの金属酸化物は波長５５０ｎｍ以下の短波長の光に対して透明であるため、第３の誘電体膜３２による出射光の吸収等による半導体レーザデバイスの特性の低下を抑制することができる傾向にある。
【００６４】
ここで、酸化物からなる第３の誘電体膜３２の好ましい態様としては、たとえば、上記の金属の１種の酸化物からなる膜の単層、これらの金属の酸化物からなる膜が複数積層された複数層、上記の金属の２種以上を含む酸化物からなる膜の単層、上記の金属の２種以上を含む酸化物からなる膜が複数積層された複数層、または上記の金属の１種の酸化物からなる膜と上記の金属の２種以上を含む酸化物からなる膜とからなる複数層等の態様がある。
【００６５】
また、第３の誘電体膜３２は、マグネシウムおよびカルシウムからなる群から選択された少なくとも１種のフッ化物からなることが好ましい。第３の誘電体膜３２がこれらの金属のフッ化物から構成されている場合には、これらのフッ化物は波長５５０ｎｍ以下の短波長の光に対して透明であるため、第３の誘電体膜３２による出射光の吸収等による発光デバイスの特性の低下を抑制することができる傾向にある。
【００６６】
ここで、フッ化物からなる第３の誘電体膜３２の好ましい態様としては、たとえば、マグネシウムまたはカルシウムのいずれか一方のフッ化物からなる膜の単層、マグネシウムおよびカルシウムの双方を含むフッ化物の単層、マグネシウムのフッ化物からなる膜とカルシウムのフッ化物からなる膜とからなる複数層等がある。
【００６７】
さらに、第３の誘電体膜３２の構成に用いられる酸化物およびフッ化物にはそれぞれ微量のアルゴンや窒素等が含まれていてもよい。ただし、第３の誘電体膜３２の耐酸化性を確保するためには、第３の誘電体膜３２中の酸素量は、第３の誘電体膜３２を構成する全元素に対して５０原子％以上であることが好ましい。
【００６８】
なお、本実施の形態においては、第３の誘電体膜３２の厚さは１５０ｎｍとされている。
【００６９】
また、本発明においては、第１の誘電体膜２９と第２の誘電体膜３１との間および／または第２の誘電体膜３１と第３の誘電体膜３２との間には他の誘電体膜が形成されていてもよい。この場合に、他の誘電体膜は１種類の膜から構成されていてもよく、複数の誘電体膜の積層体から構成されていてもよい。
【００７０】
図３は、図２に示す窒化物半導体層積層構造体３０の一例の共振器長方向に直交する方向に沿った断面を模式的に示す図である。
【００７１】
ここで、窒化物半導体層積層構造体３０は、ｎ型ＧａＮ基板１１上に、厚さ０．２μｍのｎ型ＧａＮからなるｎ型バッファ層２１、厚さ２．３μｍのｎ型Ａｌ0.06Ｇａ0.94Ｎからなるｎ型クラッド層２２、厚さ０．０２μｍのｎ型ＧａＮからなるｎ型ガイド層２３、厚さ４ｎｍのＩｎＧａＮと厚さ８ｎｍのＧａＮからなる多重量子井戸層と厚さ７０ｎｍのＧａＮからなる保護層とからなる多重量子井戸構造の活性層２４、厚さ２０ｎｍのｐ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎからなるｐ型電流ブロック層２５、厚さ０．５μｍのｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎからなるｐ型クラッド層２６および厚さ０．１μｍのｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタクト層２７がｎ型ＧａＮ基板１１側からこの順序でエピタキシャル成長することにより積層された構成を有している。
【００７２】
なお、上記の各層の混晶比は適宜調節されるものであり、本発明の本質とは関係がない。また、半導体レーザチップから発振されるレーザ光の波長は活性層２４の混晶比によって、たとえば、３７０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の範囲で適宜調節することができる。本実施の形態においては、４０５ｎｍの波長のレーザ光が発振するように調節されている。
【００７３】
また、窒化物半導体層積層構造体３０においては、ｐ型クラッド層２６およびｐ型コンタクト層２７の一部が除去されて、ストライプ状のリッジストライプ部１３が共振器長方向に延伸するように形成されている。ここで、リッジストライプ部１３のストライプの幅は、たとえば１．２〜２．４μｍ程度であり、代表的には１．５μｍ程度である。
【００７４】
また、ｐ型コンタクト層２７の表面にはｐ電極１４が設けられ、ｐ電極１４の下部にはリッジストライプ部１３を除いて絶縁膜１２が設けられている。また、ｎ型ＧａＮ基板１１の上記の層の積層側と反対側の表面にはｎ電極１５が形成されている。
【００７５】
また、窒化物半導体層積層構造体３０を構成する各窒化物半導体層については、上記以外にも窒化物ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を適宜用いることができる。窒化物ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層としては、たとえば、ＡｌxＩｎyＧａzＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ≠０）の組成式で表わされるアルミニウム、インジウムおよびガリウムからなる群から選択された少なくとも１種の３族元素と５族元素である窒素との化合物からなる層を用いることができる。なお、窒化物ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層には、ｎ型ドーパントまたはｐ型ドーパントが適宜ドープされてもよい。
【００７６】
図２に示す構成の半導体レーザチップ１０は、たとえば以下のようにして形成される。まず、図３に示すｎ型ＧａＮ基板１１上にｎ型バッファ層２１等の図３に示す各窒化物半導体層を順次積層し、リッジストライプ部を形成した後に、絶縁膜、ｐ電極およびｎ電極をそれぞれ形成したウエハをダイヤモンドポイントによるスクライブおよびブレークの手法により劈開してレーザバーを形成する。この劈開による劈開面が図２に示す互いに平行な光出射側の共振器端面１６および光反射側の共振器端面１７となる。
【００７７】
次に、図２に示す第１の誘電体膜２９、第２の誘電体膜３１、第３の誘電体膜３２、酸窒化アルミニウム膜３３、酸化アルミニウム膜３４および高反射膜３５を形成する。これらの膜はそれぞれ、たとえば以下に説明するＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）スパッタリング法、ＥＣＲスパッタリング法以外の他の各種スパッタリング法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法または蒸着法等により形成することができる。
【００７８】
図４に、ＥＣＲスパッタリング装置の模式的な構成図を示す。ここで、ＥＣＲスパッタリング装置４０は、大きく分けて、成膜炉５０とプラズマ生成室６０とから構成されている。成膜炉５０にはガス導入口５１およびガス排気口５６が設置されており、成膜炉５０内にはターゲット５２、加熱用ヒータ５３、試料台５４およびシャッタ５５が設置されている。また、試料台５４上には上記劈開により形成されたレーザバー６６が設置されており、レーザバー６６は共振器端面１６または共振器端面１７に成膜を行なうことができる向きでホルダ（図示せず）に取り付けられている。また、ガス排気口５６には真空ポンプ（図示せず）が取り付けられており、ここから成膜炉５０内のガスを排気することができる。また、ターゲット５２にはＲＦ電源５７が接続されている。
【００７９】
また、プラズマ生成室６０にはガス導入口６１およびマイクロ波導入口６２が設置されており、プラズマ生成室６０内にはマイクロ波導入窓６３および磁気コイル６４が設置されている。そして、マイクロ波導入口６２から導入されたマイクロ波６５がマイクロ波導入窓６３を経て導入されることにより、ガス導入口６１から導入されたガスからプラズマが生成される。
【００８０】
このような構成のＥＣＲスパッタリング装置４０を用いて、まず、図２に示す光出射側の共振器端面１６に酸窒化アルミニウム膜からなる第１の誘電体膜２９を形成し、引き続き、第１の誘電体膜２９上に窒化シリコン膜からなる第２の誘電体膜３１を形成する。続いて、第２の誘電体膜３１上に酸化アルミニウム膜からなる第３の誘電体膜３２を形成する。
【００８１】
具体的には、まず、成膜炉５０内に窒素ガスを５．５ｓｃｃｍの流量で導入し、酸素ガスを０．５ｓｃｃｍの流量で導入し、さらに、プラズマを効率よく発生させて成膜速度を大きくするためにアルゴンガスを２０ｓｃｃｍの流量で導入する。次に、Ａｌのターゲット５２をスパッタリングするためにターゲット５２にＲＦパワーを５００Ｗ印加し、プラズマの生成に必要なマイクロ波パワーを５００Ｗ印加したところ、成膜レートが１．１Å／秒で、波長４０５ｎｍの光の屈折率が２．１である酸窒化アルミニウム膜からなる第１の誘電体膜２９が形成される。
【００８２】
上記のようにして第１の誘電体膜２９を形成した後には、成膜炉５０内に導入するアルゴンガスの流量を４０ｓｃｃｍに、窒素ガスの流量を５ｓｃｃｍに、ターゲット５２の材質をＳｉにそれぞれ変更し、酸素ガスの導入を停止することにより、第１の誘電体膜２９上に窒化シリコン膜からなる第２の誘電体膜３１を形成する。ここで、上記のＲＦパワーは５００Ｗとされ、マイクロ波パワーは５００Ｗとされる。
【００８３】
上記のようにして第２の誘電体膜３１を形成した後には、成膜炉５０内に導入するアルゴンガスの流量を４０ｓｃｃｍに、酸素ガスの流量を５．８ｓｃｃｍに、ターゲット５２の材質をＡｌにそれぞれ変更し、窒素ガスの導入を停止することにより、第２の誘電体膜３１上に酸化アルミニウム膜からなる第３の誘電体膜３２を形成する。ここで、上記のＲＦパワーは５００Ｗとされ、マイクロ波パワーは５００Ｗとされる。
【００８４】
そして、上記の第１の誘電体膜２９、第２の誘電体膜３１および第３の誘電体膜３２の形成後は、上記のＥＣＲスパッタリング法などにより光反射側の共振器端面１７に酸窒化アルミニウム膜３３、酸化アルミニウム膜３４および高反射膜３５をこの順序で形成する。
【００８５】
以上のようにして、上記のレーザバー６６の光出射側の端面１６に第３の保護膜２９、第１の保護膜３１および第２の保護膜３２を順次形成し、酸窒化アルミニウム膜３３、酸化アルミニウム膜３４および高反射膜３５を順次形成した後にレーザバー６６共振器長方向に沿ってチップ状に分割することによって、本実施の形態の半導体レーザチップ１０を得ることができる。
【００８６】
以上のようにして得られた半導体レーザチップ１０が実装された図１に示す半導体レーザデバイスにおいては、半導体レーザチップ１０がフレームパッケージ１２２により気密封止されていないが、光出射部３７上に上記の第１の誘電体膜２９、第２の誘電体膜３１および第３の誘電体膜３２からなる保護膜３６が形成されていることによって、半導体レーザデバイスの駆動中に半導体レーザチップ１０の保護膜３６の表面上に堆積物が形成するのを抑止することができるため、信頼性の高い半導体レーザデバイスとすることができる。
【００８７】
なお、本実施の形態の半導体レーザデバイスにおいては、半導体レーザチップ１０がパッケージによる気密封止を行なわないフレームタイプの実装とされているため、キャンタイプの実装と比べて薄型・軽量化できるとともに、組立工程を大幅に合理化することができ、低価格化が可能となる。また、本発明は、フレームタイプに限らず、気密封止をしない形態での実装に適用することができる。
【００８８】
また、本発明は、発光型半導体チップとして、たとえば面発光型の半導体レーザチップや発光ダイオードチップを実装した発光デバイスにも適用することができる。この場合、上記の保護膜３６は、上記の保護膜３６が形成されていない段階での面発光型の半導体レーザチップおよび発光ダイオードチップのそれぞれの光出射部となる発光面上に形成される。ただし、本発明においては、発光型半導体チップとしては半導体レーザチップを用いることが好ましい。半導体レーザチップの光出射時の光出射部における光密度は非常に高いため、特に出射光の波長が青紫色〜青色域の波長域に存在する場合には、発光デバイスの特性悪化に起因する信頼性の低下の問題は生じやすくなるが、本発明においてはこのような波長の光を出射する半導体レーザチップを用いた場合でもこのような問題の発生を低減することができる。
【００８９】
また、本発明の効果は、堆積物の形成が生じる波長の光を出射する発光型半導体チップに対して適用することができる。そのような光の波長帯は、大体紫外から緑色の波長域であると考えられる。
【００９０】
（実施の形態２）
本実施の形態の発光デバイスは、実施の形態１と同様の構成の半導体レーザチップ１０がキャンタイプの形態で実装されていることに特徴がある。図５に、実施の形態２の発光デバイスとしての半導体レーザデバイスの模式的な側面透視図を示す。
【００９１】
ここで、半導体レーザチップ１０をサブマウント１３２上に設置するとともに、サブマウント１３２がステム１３３の上方への突出部の側面上に設置されている。また、ステム１３３の平面部の表面上には光学素子として受光素子１３１が設置されるとともにパッケージとしてのキャップ１３４が半導体レーザチップ１０を取り囲むようにして形成されている。
【００９２】
また、ステム１３３には３本のリードピン１３６が備えられており、これらのリードピン１３６はステム１３３、半導体レーザチップ１０および受光素子１３１にそれぞれ接続されている。さらに、キャップ１３４の中央部には半導体レーザチップ１０からの光を取り出すための光学ガラス窓１３５が設けられており、半導体レーザチップ１０は光学ガラス窓１３５を備えたキャップ１３４からなるパッケージ内に気密封止されている。
【００９３】
ここで、半導体レーザチップ１０とサブマウント１３２との接着にははんだが用いられており、サブマウント１３２とステム１３３との接着および受光素子１３１とステム１３３との接着にはＡｇペースト（Ａｇ粒子を含む有機樹脂からなる接着剤）が用いられている。Ａｇペーストは、有機物を含む導電性の接着剤であるため、半導体レーザチップ１０に図２に示す保護膜３６が形成されていない場合には、気密封止していても、このＡｇペーストから発生する有機化合物ガスにより保護膜３６上に堆積物が形成され、半導体レーザデバイスの特性が損なわれる。
【００９４】
しかしながら、本実施の形態の半導体レーザデバイスにおいては、図２に示すように、光出射側の共振器端面１６上に、第１の誘電体膜２９、第２の誘電体膜３１および第３の誘電体膜３２からなる保護膜３６が形成されている半導体レーザチップ１０が実装されていることから、上記のＡｇペーストのような有機物を含む接着剤とともに半導体レーザチップ１０を気密封止した場合でも、半導体レーザデバイスの駆動中における堆積物の形成が抑制され、信頼性の高い半導体レーザデバイスとすることができる。
【００９５】
また、本実施の形態においては、キャップ内の有機化合物ガスの蒸気圧を下げる必要がないため、半導体レーザデバイスの製造が簡単になる。
【００９６】
また、本実施の形態においては、Ａｇペースト等の有機物を含む接着剤を用いずにはんだのみを用いて接着する場合と比べて、半導体レーザデバイスの製造工程も簡単にすることができる。
【００９７】
また、本実施の形態においてはＡｇペーストを用いて接着を行なっているが、本発明はＡｇペースト以外にもエポキシ系、シリコーン系等の各種の有機物を含む接着剤を用いる場合にも適用することができる。
【００９８】
また、本発明は、通常のキャンタイプだけでなく、ホログラムレーザデバイスのようにパッケージ内に半導体レーザチップと光学素子とを収納するようなタイプの発光デバイスにも適用することができる。
【００９９】
また、本発明において、Ａｇペーストのような有機物を含む接着剤を用いて接着する場合には、少なくとも１箇所において接着が行なわれていればよく、たとえば、半導体レーザチップとサブマウントとの接着およびサブマウントとステムとの接着ははんだを用いて接着を行なうが、受光素子とステムとの接着のみにＡｇペーストのような有機物を含む接着剤を用いて接着することもできるし、これらのすべての接着箇所に有機物を含む接着剤を用いることもできる。
【０１００】
また、半導体レーザチップの気密封止は、通常、半導体レーザデバイスの信頼性を確保するために、露点温度を低く保った乾燥空気雰囲気で行なうことができるが、本発明を適用した場合には、露点温度が高い状態で気密封止を行なった場合でも半導体レーザデバイスの信頼性を向上することができる。
【０１０１】
（実施の形態３）
本実施の形態の発光デバイスは、実施の形態１と同様の構成の半導体レーザチップ１０が実施の形態２と同様にキャンタイプの形態で実装されているが、実施の形態２とは異なり、光学ガラス窓が備えられておらず、光学ガラス窓の設置箇所が開口部となっており、半導体レーザチップ１０が気密封止されていないことに特徴がある。図６に、実施の形態３の発光デバイスとしての半導体レーザデバイスの模式的な側面透視図を示す。
【０１０２】
上述したように、半導体レーザチップ１０に図２に示す保護膜３６が形成されていない場合には、気密封止していても、このＡｇペーストから発生する有機化合物ガスにより保護膜３６上に堆積物が形成され、半導体レーザデバイスの特性が損なわれる。
【０１０３】
しかしながら、本実施の形態の半導体レーザデバイスにおいては、図２に示すように、光出射側の共振器端面１６上に、第１の誘電体膜２９、第２の誘電体膜３１および第３の誘電体膜３２からなる保護膜３６が形成されている半導体レーザチップ１０が実装されていることから、上記のＡｇペーストのような有機物を含む接着剤とともに半導体レーザチップ１０を気密封止した場合でも、半導体レーザデバイスの駆動中における堆積物の形成が抑制され、信頼性の高い半導体レーザデバイスとすることができる。
【０１０４】
さらに、本実施の形態の半導体レーザデバイスにおいては、光学ガラス窓を用いる必要がないため、従来のパッケージのように光学ガラス窓がある場合と比べて、発光デバイスの製造コストを低下することができる。
【０１０５】
（実施の形態４）
本実施の形態の発光デバイスは、実施の形態１と同様の構成の半導体レーザチップ１０がＨＨＬ（High Heat Load）パッケージと呼ばれるタイプの形態で実装された構成となっている。ＨＨＬパッケージは、照明用途等に応用されるワットクラスの高出力の半導体レーザデバイスに用いられるものである。
【０１０６】
図７（ａ）に本実施の形態の発光デバイスとしての半導体レーザデバイスの蓋部分の模式的な斜視図を示し、図７（ｂ）に本実施の形態の半導体レーザデバイスにおいて半導体レーザチップが実装されたＨＨＬパッケージ本体部の模式的な斜視図を示す。ここで、本実施の形態の半導体レーザデバイスは、図７（ａ）に示す蓋部分１４４を図７（ｂ）に示す半導体レーザチップが実装された箱体状のＨＨＬパッケージ本体部１４７の開口部に被せることによって構成される。
【０１０７】
図７（ａ）に示すように蓋部分１４４は、実装された半導体レーザチップ１０からの出射光を取り出すための光学ガラス窓１４５をその表面の中心部に備えている。そして、図７（ｂ）に示すように、ＨＨＬパッケージ本体部１４７の内部においては、複数個（図７（ｂ）では３個）の半導体レーザチップ１０がサブマウント１４１上に設置されており、ヒートスプレッダー１４３上にサブマウント１４１が設置されている。また、ヒートスプレッダー１４３に隣接するようにして配線板１４２が設置されており、複数のリードピン１４６がＨＨＬパッケージ本体部１４７の側面を貫通するようにして設置されている。
【０１０８】
ここで、ＨＨＬパッケージ本体部１４７において、半導体レーザチップ１０とサブマウント１４１、サブマウント１４１とヒートスプレッダー１４３、ヒートスプレッダー１４３とＨＨＬパッケージ本体部１４７とは、それぞれはんだで接着されている。また、蓋部分１４４とＨＨＬパッケージ本体部１４７とは溶接または低温はんだで接着されている。低温はんだ中には、フラックスと呼ばれる、金属表面を浄化する材料が含まれており、このフラックスはロジンという油分を主成分としており、有機物からなっている。また、配線板１４２に用いられる銅線はビニールで被服されている。また、ＨＨＬパッケージ本体部１４７には、ぺルチェ素子が設置されていてもよい。
【０１０９】
本実施の形態の半導体レーザデバイスのように、ＨＨＬパッケージの形態で半導体レーザチップ１０を実装した場合には、半導体レーザチップ１０が複数個設置されている等の構成部品数が多く、接着箇所も多岐にわたるため、有機物の使用が多くなると考えられる。また、蓋部分１４４とＨＨＬパッケージ本体部１４７との接着もキャンタイプに比べて難しく、気密性を保つことが困難となる。
【０１１０】
しかしながら、本実施の形態の半導体レーザデバイスにおいては、図２に示すように、光出射側の共振器端面１６上に、第１の誘電体膜２９、第２の誘電体膜３１および第３の誘電体膜３２からなる保護膜３６が形成されている半導体レーザチップ１０が実装されていることから、半導体レーザデバイスの駆動中における堆積物の形成が抑制され、信頼性の高い半導体レーザデバイスとすることができる。
【０１１１】
なお、本発明は、ＨＨＬパッケージに限らず、各種形態のパッケージに発光型半導体チップを実装する場合に適用できることは言うまでもない。
【０１１２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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】
【０１１３】
本発明によれば、特性悪化を抑制して信頼性を向上することができる発光デバイスを得ることができるため、本発明の発光デバイスは、電子情報機器および照明装置等に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の実施の形態１の半導体レーザデバイスの模式的な斜視図である。
【図２】図１に示す半導体レーザチップの一例の共振器長方向に沿った構成を模式的に示す図である。
【図３】図２に示す窒化物半導体層積層構造体の一例の共振器長方向に直交する方向に沿った断面を模式的に示す図である。
【図４】ＥＣＲスパッタリング装置の模式的な構成図である。
【図５】本発明の実施の形態２の半導体レーザデバイスの模式的な側面透視図である。
【図６】本発明の実施の形態３の半導体レーザデバイスの模式的な側面透視図である。
【図７】（ａ）は実施の形態４の半導体レーザデバイスの蓋部分の模式的な斜視図であり、（ｂ）は実施の形態４の半導体レーザデバイスのＨＨＬパッケージ本体部の模式的な斜視図である。
【図８】従来例１の半導体レーザチップを実装した半導体レーザデバイスについて連続駆動試験を行なったときのエージング時間と駆動電流値との関係を示す図である。
【図９】従来例２の半導体レーザチップを従来例１と同様に実装した半導体レーザデバイスについて連続駆動試験を行なったときのエージング時間と駆動電流値との関係を示す図である。
【図１０】発光波長が４３７ｎｍで保護膜が従来例２と同様に共振器端面に直接接する酸窒化アルミニウム膜およびその直上の酸化アルミニウム膜からなるなる構成とした半導体レーザチップを実装した半導体レーザデバイスについて連続駆動試験を行なったときのエージング時間と駆動電流値との関係を示す図である。
【図１１】従来例３の半導体レーザチップを実装した半導体レーザデバイスについて連続駆動試験を行なったときのエージング時間と駆動電流値との関係を示す図である。
【図１２】連続駆動試験後の従来例３の半導体レーザチップの窒化シリコン膜の表面近傍の透過型電子顕微鏡による観察結果を示す図である。
【図１３】半導体側から酸窒化アルミニウム膜、窒化シリコン膜および酸化アルミニウム膜を備えた保護膜を形成した半導体レーザチップを実装した半導体レーザデバイスについて連続駆動試験を行なったときのエージング時間と駆動電流値との関係を示す図である。
【図１４】発光波長が４０５ｎｍ程度の半導体レーザチップを有機物を含む接着剤とパッケージ内に気密封止した半導体レーザデバイスの連続駆動試験を行なった結果である。
【符号の説明】
【０１１５】
１０  半導体レーザチップ、１１  ｎ型ＧａＮ基板、１２  絶縁膜、１３  リッジストライプ部、１４  ｐ電極、１５  ｎ電極、１６，１７  共振器端面、２１  ｎ型バッファ層、２２  ｎ型クラッド層、２３  ｎ型ガイド層、２４  活性層、２５  ｐ型電流ブロック層、２６  ｐ型クラッド層、２７  ｐ型コンタクト層、２９  第１の誘電体膜、３０  窒化物半導体層積層構造体、３１  第２の誘電体膜、３２  第３の誘電体膜、３３  酸窒化アルミニウム膜、３４  酸化アルミニウム膜、３５  高反射膜、３６  保護膜、３７  光出射部、４０  ＥＣＲスパッタリング装置、５０  成膜炉、５１  ガス導入口、５２  ターゲット、５３  加熱用ヒータ、５４  試料台、５５  シャッタ、５６  ガス排気口、５７  ＲＦ電源、６０  プラズマ生成室、６１  ガス導入口、６２  マイクロ波導入口、６３  マイクロ波導入窓、６４  磁気コイル、６５  マイクロ波、６６  レーザバー、１２１  サブマウント、１２２  フレームパッケージ、１２３  放熱フィン、１２４  リードピン、１３１  受光素子、１３２  サブマウント、１３３  ステム、１３４  キャップ、１３５  光学ガラス窓、１３６  リードピン、１４１  サブマウント、１４２  配線板、１４３  ヒートスプレッダー、１４４  蓋部分、１４５  光学ガラス窓、１４６  リードピン、１４７  ＨＨＬパッケージ本体部。
【図１】
2008305848.tif 000003
【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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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１２】
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