(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に窒化物半導体層を形成する窒化物半導体層形成工程と、前記窒化物半導体層を形成した前記基板を劈開して互いに平行な２個の共振器端面を形成する劈開工程と、前記共振器端面にコーティング膜を形成するコーティング膜形成工程とを備える窒化物半導体レーザ素子の製造方法において、
前記劈開工程と前記コーティング膜形成工程との間に、窒素ガスを含むガスからなるプラズマ雰囲気に前記共振器端面を曝露する曝露工程を有するとともに、前記曝露工程の前に、前記コーティング膜を形成する材料であるターゲットを酸化する酸化工程を備えることを特徴とする、窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項２】
前記曝露工程から前記コーティング膜形成工程が完了するまでの間、前記共振器端面を大気曝露しないことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項３】
前記曝露工程におけるプラズマ雰囲気が、窒素のみからなるガスから生成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項４】
前記曝露工程におけるプラズマ雰囲気が、窒素およびＡｒからなるガスから生成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項５】
前記曝露工程において、前記共振器端面には前記コーティング膜を構成する元素を含む膜が形成されていないことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項６】
前記曝露工程において、前記窒化物半導体層を形成した基板が１００℃以上５００℃以下に加熱した状態であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項７】
前記曝露工程において、前記プラズマ雰囲気に前記共振器端面を暴露する時間が３０秒以上２０分以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項８】
前記曝露工程におけるプラズマ雰囲気が、電子サイクロトロン共鳴によって生成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項９】
前記曝露工程において、前記電子サイクロトロン共鳴におけるマイクロ波の出力が２００Ｗ以上８００Ｗ以下であることを特徴とする請求項８に記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１０】
前記コーティング膜の少なくとも一方がＡｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｙ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ、ＨｆもしくはＺｎの酸化物またはＡｌもしくはＳｉの窒化物またはＡｌもしくはＳｉの酸窒化物であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１１】
前記劈開工程と前記曝露工程との間に、希ガスおよび窒素ガスからなるガスからなるプラズマ雰囲気に前記共振器端面を曝露する予備曝露工程を備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１２】
前記劈開工程と前記曝露工程との間に、希ガスからなるプラズマ雰囲気に前記共振器端面を曝露する予備曝露工程を備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１３】
前記予備曝露工程において、前記希ガスがＡｒであることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１４】
前記予備曝露工程において、前記窒化物半導体層を形成した基板が１００℃以上５００℃以下に加熱した状態であることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１５】
前記予備曝露工程において、前記プラズマ雰囲気に前記共振器端面を暴露する時間が３０秒以上２０分以下であることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１６】
前記予備曝露工程におけるプラズマ雰囲気が、電子サイクロトロン共鳴によって生成されることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれかに記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項１７】
前記予備曝露工程において、前記電子サイクロトロン共鳴におけるマイクロ波の出力が２００Ｗ以上８００Ｗ以下であることを特徴とする請求項１６に記載の窒化物半導体レーザ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体層を備えた半導体レーザ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、赤色半導体レーザ素子を用いたＤＶＤよりも大きな記憶容量を有する光ディスクに用いられる、青紫色半導体レーザ素子が実用化されている。現在、二層ディスクによるさらなる高容量化および高速書き込みを可能とするために、より高出力で信頼性の高い青紫色半導体レーザ素子が必要とされている。
【０００３】
半導体レーザ素子の信頼性を高めるためには、レーザ光の出射面または反射面である共振器端面の劣化を防ぐ必要がある。そのため、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3などの誘電体膜からなるコーティング膜を共振器端面に形成することが広く行われている。
【０００４】
特許文献１には、劈開により形成される半導体レーザの共振器端面をＡｒプラズマ雰囲気に曝露することにより共振器端面の平坦性を向上させ、共振器端面に形成されるコート膜と共振器端面との密着性を向上させる半導体レーザの製造方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００２‐３３５０５３号公報（第１３頁‐第１５頁、図６、図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明者は、Ａｒプラズマ雰囲気への曝露の効果を検証するため、Ａｒプラズマ雰囲気に曝露した共振器端面について元素分析を行った。その結果、Ａｒプラズマ雰囲気への曝露を行っていない場合に見られるＣ、Ｏが、Ａｒプラズマ雰囲気への曝露を行った場合には見られないことを発見した。Ｃ、Ｏは劈開によって共振器端面を形成した後、コーティングを実施するまでの間に付着した自然酸化膜、水分、汚染物などであると考えられる。Ａｒプラズマ雰囲気への曝露に代えて、共振器端面に加熱処理を行っても同様の結果が得られた。
【０００６】
これらのことから、半導体レーザ素子の信頼性の向上のためには、共振器端面のＣ、Ｏを除去した上で、コーティング膜を形成することが必要であり、加熱処理またはＡｒプラズマ雰囲気への曝露により、このようなコーティングが実現できると言える。
【０００７】
しかし、Ａｒプラズマ雰囲気への曝露を行うと、このような共振器端面からのＣ、Ｏの除去が行えるものの、同時に共振器端面に、以下に説明するように損傷を与えていることも分かった。
【０００８】
室温において、出力５００Ｗ、５分間のＡｒプラズマ雰囲気への曝露を行いコーティング膜を形成した窒化物半導体レーザ素子と、Ａｒプラズマ雰囲気への曝露を行わずにコーティング膜を形成した窒化物半導体レーザ素子とを作製し、これらの素子のエージング前後のＣＯＤレベルを測定した結果を図７に示す。エージング条件は、雰囲気温度７０℃、出力６０ｍＷのＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ；定出力制御）駆動である。図７は、横軸をエージング時間、縦軸をＣＯＤレベルとし、これらの素子のＣＯＤレベルをプロットしたものである。ここで、ＣＯＤレベルとは、ＣＯＤ（Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄａｍａｇｅ；瞬時光学損傷）が発生する臨界出力である。また、ＣＯＤレベルの測定条件は幅５０ｎｓｅｃ、デューティ５０％、室温のパルス測定である。
【０００９】
図７から、エージング前は、Ａｒプラズマ雰囲気への曝露を行っていない窒化物半導体レーザ素子の方がＣＯＤレベルすなわち初期ＣＯＤレベルが高いことが分かる。これは、Ａｒプラズマ雰囲気への曝露が共振器端面に損傷を与えたためと考えられる。
【００１０】
エージング後は、Ａｒプラズマ雰囲気への曝露を行わなかった半導体レーザ素子はＣＯＤレベルがエージング前に比べて著しく低下している。一方、Ａｒプラズマ雰囲気への曝露を行った半導体レーザ素子は、ＣＯＤレベルはエージング前に比べて低下していたものの、Ａｒプラズマ雰囲気への曝露を行わなかった半導体レーザ素子よりも高いことが分かる。つまり、Ａｒプラズマ雰囲気への曝露を行うことで、エージングによるＣＯＤレベルの経時劣化を抑制できていると言える。
【００１１】
これは、Ａｒプラズマ雰囲気への曝露を行っていない窒化物半導体レーザ素子では、共振器端面に存在している自然酸化膜などの不純物によって共振器端面とコーティング膜との界面に非発光再結合を引き起こす界面準位が存在し、エージング中の発熱により共振器端面が経時劣化したものと考えられる。一方、Ａｒプラズマ雰囲気への曝露を行った窒化物半導体レーザ素子では、共振器端面とコーティング膜との界面には非発光再結合を引き起こす界面準位がＡｒプラズマ雰囲気への曝露を行っていない場合と比べて減少しており、エージング中の発熱が少なく、共振器端面の経時劣化も抑制されているため、ＣＯＤレベルの経時劣化が抑制されたものと考えられる。
【００１２】
つまり、Ａｒプラズマ雰囲気への曝露は、ＣＯＤレベルの経時劣化は抑制できるという利点はあるものの、初期ＣＯＤレベルが低下してしまうという問題点も有している。初期ＣＯＤレベルの低下は窒化物半導体レーザ素子の高出力化を実現するためには深刻な問題となる。例えば、図７に示す特性を有する半導体レーザ素子の場合、Ａｒプラズマ雰囲気への曝露を行ったものは、初期ＣＯＤレベルが２００ｍＷであるため、それ以上の高出力化は望めない。
【００１３】
以上から、高出力での駆動が可能であり、かつ信頼性の高い窒化物半導体レーザ素子を作製するためには、初期ＣＯＤレベルを高くし、かつエージングによるＣＯＤレベルの経時劣化を抑制する必要がある。
【００１４】
そこで、本発明は、共振器端面に形成された自然酸化膜などの不純物を除去し、信頼性を向上させるとともに、共振器端面の損傷を低減することで初期ＣＯＤレベルも向上させることのできる窒化物半導体レーザ素子の製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
なお、Ａｒプラズマ雰囲気への曝露が共振器端面に損傷を与えていることは上述の通りであるが、具体的にどのような損傷かはこれまでほとんど知られていなかった。発明者が鋭意研究を行ったところ、窒化物半導体からなる共振器端面においてＡｒプラズマ雰囲気への曝露により窒素の量が減少することが分かった。以下にこの詳細を述べる。
【００１６】
Ａｒプラズマ雰囲気への曝露を行った窒化物半導体レーザ素子について、共振器端面の表面から内部に向かってスパッタエッチングしながらＡＥＳ（Ａｕｇｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ；オージェ電子分光分析）測定によってＧａとＮの原子数の割合（原子数比）の測定を行った。測定はＧａＮが表面に現れている領域において行った。図８は、縦軸がＧａに対するＮの割合（原子数比）、横軸がスパッタエッチング時間である。ここで、１分間のスパッタエッチングは、約３ｎｍの深さに相当する。図８から、最表面（図中横軸０の位置）において、Ａｒプラズマ雰囲気への曝露によって窒素量が減少していることがわかる。
【００１７】
これは、窒化物半導体からなる共振器端面をＡｒプラズマ雰囲気に曝露したことによって、Ａｒプラズマのエネルギーにより窒素が表面から離脱したものと考えられる。窒素が離脱すると、非発光センターが増加して非発光再結合の確率が増加し、それに伴って発熱が増加するので、Ａｒプラズマ雰囲気への曝露によって初期ＣＯＤレベルが低下したものと考えられる。
【００１８】
また、特許文献１では、コーティング膜の形成前に共振器端面に付着している水分や汚染物を除去するために、加熱処理を併せて行うのが好ましいとされている。このように、端面コーティング前の表面クリーニングを目的とした加熱処理は一般的に行われているが、加熱処理によっても、Ａｒプラズマ雰囲気への曝露と同様に、窒素の離脱および初期ＣＯＤレベルの低下が生じることが同様の測定により判明している。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために本発明は、基板上に窒化物半導体層を形成する窒化物半導体層形成工程と、前記窒化物半導体層を形成した前記基板を劈開して互いに平行な２個の共振器端面を形成する劈開工程と、前記共振器端面にコーティング膜を形成するコーティング膜形成工程とを備える窒化物半導体レーザ素子の製造方法において、前記劈開工程と前記コーティング膜形成工程との間に、窒素ガスを含むガスからなるプラズマ雰囲気に前記共振器端面を曝露する曝露工程を有することを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、上記構成の窒化物半導体レーザ素子の製造方法において、前記曝露工程から前記コーティング膜形成工程が完了するまでの間、前記共振器端面を大気曝露しないことを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、上記構成の窒化物半導体レーザ素子の製造方法において、前記曝露工程におけるプラズマ雰囲気が、窒素のみからなるガスから生成されることを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、上記構成の窒化物半導体レーザ素子の製造方法において、前記曝露工程におけるプラズマ雰囲気が、窒素およびＡｒからなるガスから生成されることを特徴とする。
【００２３】
また本発明は、上記構成の窒化物半導体レーザ素子の製造方法において、前記曝露工程において、前記共振器端面には前記コーティング膜を構成する元素を含む膜が形成されていないことを特徴とする。
【００２４】
また本発明は、上記構成の窒化物半導体レーザ素子の製造方法において、前記曝露工程において、前記窒化物半導体層を形成した基板が１００℃以上５００℃以下に加熱した状態であることを特徴とする。
【００２５】
また本発明は、上記構成の窒化物半導体レーザ素子の製造方法において、前記曝露工程において、前記プラズマ雰囲気に前記共振器端面を暴露する時間が３０秒以上２０分以下であることを特徴とする。
【００２６】
また本発明は、上記構成の窒化物半導体レーザ素子の製造方法において、前記曝露工程におけるプラズマ雰囲気が、電子サイクロトロン共鳴によって生成されることを特徴とする。
【００２７】
また本発明は、上記構成の窒化物半導体レーザ素子の製造方法において、前記曝露工程において、前記電子サイクロトロン共鳴におけるマイクロ波の出力が２００Ｗ以上８００Ｗ以下であることを特徴とする。
【００２８】
また本発明は、上記構成の窒化物半導体レーザ素子の製造方法において、前記コーティング膜の少なくとも一方がＡｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｙ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ、ＨｆもしくはＺｎの酸化物またはＡｌもしくはＳｉの窒化物またはＡｌもしくはＳｉの酸窒化物であることを特徴とする。
【００２９】
また本発明は、上記構成の窒化物半導体レーザ素子の製造方法において、前記劈開工程と前記曝露工程との間に、希ガスおよび窒素ガスからなるガスからなるプラズマ雰囲気に前記共振器端面を曝露する予備曝露工程を備えることを特徴とする。
【００３０】
また本発明は、上記構成の窒化物半導体レーザ素子の製造方法において、前記劈開工程と前記曝露工程との間に、希ガスからなるプラズマ雰囲気に前記共振器端面を曝露する予備曝露工程を備えることを特徴とする。
【００３１】
また本発明は、上記構成の窒化物半導体レーザ素子の製造方法において、前記予備曝露工程において前記希ガスがＡｒであることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の窒化物半導体レーザ素子特徴とする。
【００３２】
また本発明は、上記構成の窒化物半導体レーザ素子の製造方法において、前記予備曝露工程において前記窒化物半導体層を形成した基板が１００℃以上５００℃以下に加熱した状態であることを特徴とする。
【００３３】
また本発明は、上記構成の窒化物半導体レーザ素子の製造方法において、前記予備曝露工程において前記プラズマ雰囲気に前記共振器端面を暴露する時間が３０秒以上２０分以下であることを特徴とする。
【００３４】
また本発明は、上記構成の窒化物半導体レーザ素子の製造方法において、前記予備曝露工程におけるプラズマ雰囲気が、電子サイクロトロン共鳴によって生成されることを特徴とする。
【００３５】
また本発明は、上記構成の窒化物半導体レーザ素子の製造方法において、前記予備曝露工程において前記電子サイクロトロン共鳴におけるマイクロ波の出力が２００Ｗ以上８００Ｗ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によると、曝露工程において、窒素ガスを含むガスからなるプラズマ雰囲気に共振器端面を曝露することにより、共振器端面の自然酸化膜、水分、汚染物などを除去するとともに、窒素ガスのプラズマによって窒素を供給し、共振器端面における窒素の離脱を抑制できる。したがって、本発明の窒化物半導体レーザ素子の製造方法によると、信頼性が高く、初期ＣＯＤレベルも向上した窒化物半導体レーザ素子を得ることができる。
【００３７】
また、本発明によると、曝露工程において共振器端面にはコーティング膜を構成する元素を含む膜が形成されていないため、共振器端面の自然酸化膜、水分、汚染物などを容易に除去することができる。
【００３８】
また、本発明によると、予備曝露工程を設けることにより、共振器端面の自然酸化膜、水分、汚染物などを十分に除去することができる。
【００３９】
また、本発明によると、曝露工程または予備曝露工程において、窒化物半導体層が形成された基板を１００℃以上５００℃以下に加熱した状態とすることにより、電極部などを破壊することなく、共振器端面から自然酸化膜、水分、汚染物などを加熱しない場合と比べてより確実に除去することができる。
【００４０】
また、本発明によると、曝露工程または予備曝露工程において、共振器端面をプラズマ雰囲気に曝露する時間を３０秒以上２０分以下とすることにより、共振器端面からの窒素の離脱を抑制しつつ、自然酸化膜、水分、汚染物などを除去することができる。
【００４１】
また、本発明によると、曝露工程または予備曝露工程において、プラズマ雰囲気は電子サイクロトロン共鳴によって生成することができ、このときのマイクロ波の出力を２００Ｗ以上８００Ｗ以下とすることにより、共振器端面からの窒素の離脱を抑制しつつ、自然酸化膜、水分、汚染物などを除去することができる。
【００４２】
また、本発明によると、コーティング膜を、窒化物半導体レーザの発振波長域において吸収係数が十分小さく、熱的に安定なＡｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｙ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ、ＨｆもしくはＺｎの酸化物またはＡｌもしくはＳｉの窒化物またはＡｌもしくはＳｉの酸窒化物とすることにより、窒化物半導体レーザ素子の耐久性、信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
《第１の実施形態》
本発明の第１の実施形態について図を用いて説明する。図１は第１の実施形態に係る窒化物半導体レーザバーの共振器長方向に平行な方向から見た正面図、図２は共振器長に垂直な方向から見た窒化物半導体レーザバーの側面図、図３はＥＣＲスパッタリング装置の概略構成図、図４は窒化物半導体レーザ装置の概略構成図である。
【００４４】
窒化物半導体レーザバー１０は、図１に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１１側から順に、ｎ‐ＡｌＧａＩｎＮバッファ層２１、ｎ‐ＡｌＧａＩｎＮクラッド層２２、ｎ‐ＡｌＧａＩｎＮガイド層２３、ＡｌＧａＩｎＮ多重量子井戸活性層２４、ｐ‐ＡｌＧａＩｎＮガイド層２５、ｐ‐ＡｌＧａＩｎＮクラッド層２６、ｐ‐ＡｌＧａＩｎＮコンタクト層２７が積層されている。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ない。なお、活性層２４にはＡｓ、ＰなどのＶ族材料が０．０１〜１０％程度含まれていてもよい。
【００４５】
ｐ‐ＡｌＧａＩｎＮガイド層２５、ｐ‐ＡｌＧａＩｎＮクラッド層２６およびｐ‐ＡｌＧａＩｎＮコンタクト層２７の少なくとも一部には、共振器方向に延伸したストライプ状のリッジ１３が設けられる。ストライプの幅は、１．２〜２．４μｍ程度、代表的には１．５μｍ程度である。
【００４６】
ｐ‐ＡｌＧａＩｎＮコンタクト層２７に接してｐ電極１４が設けられ、ｐ電極１４下部には、リッジ１３部分を除いて絶縁膜１２が設けられている。このように、窒化物半導体レーザバー１０は、いわゆるリッジストライプ構造を有している。さらに、窒化物半導体レーザバー１０の裏面側には、ｎ電極１５が形成されている。
【００４７】
窒化物半導体レーザバー１０は、基板にこれらの各層および電極が形成された窒化物半導体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たものである。この劈開してできた面が、図２に示す互いに平行な共振器端面１６、１７である。
【００４８】
また、光出射側の共振器端面１６には、図２に示すように反射率が５％程度の低反射コーティング膜１８が形成され、光反射側の共振器端面１７には、反射率が９５％程度の高反射コーティング膜１９が設けられている。
【００４９】
次に、コーティング膜１８、１９の形成について説明する。
【００５０】
＜ＥＣＲスパッタリング装置＞
まず、コーティング膜１８、１９の形成に用いる装置について説明する。コーティング膜１８、１９の形成には、プラズマ雰囲気への曝露とコーティングを大気に曝露することなく連続的に行うことができる真空機構を備えた装置、例えば図３に示すＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ；電子サイクロトロン共鳴）スパッタリング装置４０を用いる。
【００５１】
図３を用いてＥＣＲスパッタリング装置４０の構成について説明する。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とからなる。成膜炉５０は、ガス導入口５１、ターゲット５２、加熱用ヒータ５３、試料台５４、シャッタ５５および排気口５６を備える。試料台５４は、コーティングを行う面、すなわち共振器端面１６または共振器端面１７に成膜が行われるような向きでホルダー（不図示）に取り付けられた窒化物半導体レーザバー１０を載置する。排気口５６には真空ポンプ（不図示）が取り付けられており、ここから成膜炉５０内部の気体を排気することができる。ターゲット５２にはＲＦ（Ｒａｄｉｏ‐Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；高周波）電源５７が接続されている。また、プラズマ生成室６０は、ガス導入口６１、マイクロ波導入口６２、マイクロ波導入窓６３、磁気コイル６４を備え、マイクロ波が、マイクロ波導入口６２からマイクロ波導入窓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。
【００５２】
＜炉内酸化＞
コーティング膜１８、１９の形成に先立って、成膜炉５０内部を酸化させる。この炉内酸化を行う理由について、以下に説明する。
【００５３】
ＥＣＲスパッタリング装置４０での成膜は、ＡｌやＳｉなどのメタルのターゲット材からなるターゲット５２をスパッタリングして、試料台５４に載置された窒化物半導体レーザバー１０の表面でプラズマ状態の酸素および窒素と反応させることでＡｌやＳｉなどのターゲット材の酸化物および窒化物の膜を形成するのが一般的である。このとき、窒化物半導体レーザバー１０表面近傍以外の成膜炉５０の内部にはターゲット材のメタルが酸化、窒化していない状態で付着する。また、ターゲット５２の表面も酸化、窒化しておらず、ターゲット材がメタルの状態で露出している。成膜炉５０の内部がこのような状態であるときにプラズマ雰囲気への曝露を行うと、ターゲット５２や成膜炉５０の内部に付着したメタルの状態のターゲット材がスパッタリングされ、窒化物半導体レーザバー１０の表面に付着することになる。
【００５４】
コーティング膜１８、１９を形成する際には、ターゲット５２をスパッタリングするために、ＲＦ電源５７によりＲＦ電圧をターゲット５２に印加するが、プラズマ雰囲気への曝露時にはＲＦ電圧は印加しない。それにもかかわらず、ターゲット５２にスパッタリングが起こるのは、ＲＦ電圧を印加しなくてもプラズマを発生させると、数Ｖ程度であるがターゲット５２に必ず電位が自己生成されるからである。たとえ数Ｖ程度であってもターゲット５２に電位が生じると、ＲＦ電圧を印加する場合に比べると微量ではあるが、ターゲット５２はスパッタリングされる。また、場合によっては成膜炉５０の内部に付着したメタルの状態のターゲット材もスパッタリングされる。
【００５５】
プラズマ雰囲気として、Ａｒガスのみからなるプラズマを発生させる場合は、ターゲット５２のＡｌやＳｉなどのターゲット材がスパッタリングされ、共振器端面１６、１７にメタルの状態の膜が形成される。メタルの状態のＡｌやＳｉなどは窒化物半導体レーザバー１０を分割してできる窒化物半導体レーザ素子の発振波長域の光を吸収するため、共振器端面１６、１７に存在すると顕著なＣＯＤレベルの低下を引き起こす。また、Ａｒガスに窒素ガスを混合すれば、メタルではなく、光吸収のない窒化物の膜が形成されるが、窒化物の膜は応力が強く、共振器端面１６、１７に形成されると、窒化物半導体レーザ素子の特性に悪影響を及ぼす。特に、このようにＲＦ電圧を印加せずに自然発生的に付着する膜は膜質がよくなく、コーティング膜として不適切である。
【００５６】
このような、プラズマ雰囲気に曝露している際のターゲット５２のスパッタリングは、成膜炉５０の内部の壁面およびターゲット５２の表面をあらかじめ酸化させておくことにより防ぐことができる。ターゲット５２の表面が酸化されていると、自己生成電位は小さくなるのでスパッタリングされる量が少なくなる。さらに、ターゲット材がＡｌの場合、メタルの状態のＡｌに比べてＡｌが酸化したＡｌ2Ｏ3はスパッタリングレートが著しく低くスパッタリングされにくい。万が一スパッタリングされたとしても窒化物半導体レーザバー１０に付着するのは、メタルと異なり光吸収を引き起こさない酸化物であるため、ＣＯＤレベルの低下を引き起こすことがない。
【００５７】
炉内酸化の方法としては、以下の２つの手法がある。１つは、酸素のみからなるプラズマを成膜炉５０の内部で発生させる手法である。これにより、成膜炉５０の内部およびターゲット５２の表面のメタルは酸化される。
【００５８】
もう１つは、酸化物の状態でターゲット５２からスパッタリングされるような流量の酸素ガスをガス導入口５１から成膜炉５０の内部に流した上で、ターゲット５２にＲＦ電圧を印加する手法である。これにより、ターゲット材は酸化物の状態でターゲット５２からスパッタリングされると窒化物半導体レーザバー１０の表面付近のみならず、成膜炉５０の内部全体を、ターゲット材のメタルではなく酸化物で覆うことができる。このような酸素ガスの流量は、出力一定のＲＦ電圧をターゲット５２に印加しつつ、酸素ガスの流量を増加させていった際に、ターゲット５２の表面の電位をモニターすればよい。酸素ガスの流量を増加させていくと、ある流量で電位が急激に低くなる。これは、ターゲット材が十分に酸化していることを意味するので、この流量以上の酸素ガスを流してＲＦ電圧を印加すると、ターゲット５２からターゲット材が酸化物の状態でスパッタリングされ、ターゲット５２および成膜炉５０の内部はターゲット材の酸化物で覆われることとなる。
【００５９】
なお、これらの作業は窒化物半導体レーザバー１０を成膜炉５０の内部に導入する前に行うか、導入した後であれば、シャッタ５５を閉じた状態で行わなければならない。また、成膜炉５０とは独立して、プラズマ雰囲気への曝露を行うための曝露専用室を有する装置であれば、炉内酸化は必ずしも必要ではない。
【００６０】
＜プラズマ雰囲気への曝露＞
次に成膜炉５０の内部の試料台５４に載置された窒化物半導体レーザバー１０の共振器端面１６、１７において、窒素離脱を引き起こさずに自然酸化膜、水分、汚染物などを除去するため、窒素ガスのみからなるプラズマ雰囲気または窒素ガスを含むガスからなるプラズマ雰囲気に共振器端面１６および共振器端面１７を含む窒化物半導体レーザバー１０を曝露する。この条件を表１に示す。ここで、比較のために行った、プラズマ雰囲気がＡｒガスからのみなるものである場合についても条件を示す。
【表１】
0004671849.tif 000002
【００６１】
表１の条件でＥＣＲスパッタリング装置４０にガス導入口５１およびガス導入口６１からガスを導入し、プラズマを発生させると、成膜炉５０の内部に載置された窒化物半導体レーザバー１０の共振器端面１６または共振器端面１７は、直下のシャッタ５５を開くとプラズマ雰囲気に曝露される。
【００６２】
＜コーティング膜の形成＞
次に、共振器端面１６、１７にコーティング膜１８、１９を形成する。第１の実施形態では、光出射側の共振器端面１６にはコーティング膜１８として、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）からなる膜を形成する。まず、Ａｒガスを流量４０ｓｃｃｍ、酸素ガスを流量６〜７ｓｃｃｍでＥＣＲスパッタリング装置４０に導入し、プラズマを発生させる。そして、ターゲット５２にＲＦ電圧を印加した後、シャッタ５５を開くと、窒化物半導体レーザバー１０の共振器端面１６にＡｌ2Ｏ3からなるコーティング膜１８が形成される。
【００６３】
シャッタ５５を開いている時間は、コーティング膜１８が所望の反射率が得られる厚さとなるように設定する。光出射側のコーティング膜は、低反射率となるように厚さを設定するのが普通であり、第１の実施形態では、反射率が５％となるようにＡｌ2Ｏ3の厚さを８０ｎｍとした。コーティング膜１８の形成中に、膜の厚さをモニターするシステムが備えられている場合は、それに従ってシャッタ５５の開閉を制御すればよい。
【００６４】
続いて、窒化物半導体レーザバー１０を成膜炉５０の内部から取り出すことなく反転させて共振器端面１７をシャッタ５５側に向け、光反射側の共振器端面１７に、９５％程度の高反射率となるようなコーティング膜１９を形成する。高反射率とするため、屈折率が異なる材料を交互に積層するのが一般的である。第１の実施形態では、Ａｌ2Ｏ3、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、酸化チタン（ＴｉＯ2）を用いて、共振器端面１７側から順に、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2／ＴｉＯ2／ＳｉＯ2／ＴｉＯ2／ＳｉＯ2／ＴｉＯ2／ＳｉＯ2／ＴｉＯ2／ＳｉＯ2なるコーティング膜１９が形成される。なお、窒化物半導体レーザバー１０を反転させる際に、成膜炉５０の内部から一度取り出しても問題ない。
【００６５】
光反射側の共振器端面１７においては、光密度が光出射側の共振器端面１６に比べて低いため、発熱が少なく、ＣＯＤ破壊が生じにくい。従って、本発明は少なくとも光出射側の共振器端面１６に適用すれば効果が得られる。しかし、光反射側の共振器端面１７においてＣＯＤ破壊が生じることもあるため、光反射側の共振器端面１７にも適用するのが好ましい。
【００６６】
第１の実施形態では、光出射側の共振器端面１６で行ったのと同様の手順で、窒素ガスを含むガスからなるプラズマ雰囲気への曝露およびＡｌ2Ｏ3からなる膜を形成した後、続けてＳｉＯ2／ＴｉＯ2／ＳｉＯ2／ＴｉＯ2／ＳｉＯ2／ＴｉＯ2／ＳｉＯ2／ＴｉＯ2／ＳｉＯ2の順に膜を積層する。各層の厚さは、全体としての反射率が所望の反射率となるように設定する。
【００６７】
第１の実施形態では、反射率が９５％となるように、各層の厚さは共振器端面１７側から順に、６ｎｍ／７０ｎｍ／４５ｎｍ／７０ｎｍ／４５ｎｍ／７０ｎｍ／４５ｎｍ／７０ｎｍ／４５ｎｍ／１４０ｎｍと設定した。
【００６８】
本発明では、窒素ガスを含むガスからなるプラズマ雰囲気に曝露した後、大気曝露することなくコーティング膜１８、１９を形成することが重要であるため、窒素ガスのみからなるプラズマ雰囲気への曝露後、大気曝露せずにコーティング膜１８、１９を形成して共振器端面１６、１７を覆い尽くした後であれば、大気曝露した後でもさらに別のコーティング膜を追加して形成することも可能である。これにより、多材料、多層のコーティング膜を形成することができるため、窒化物半導体素子の設計の自由度が高まる。したがって、コーティング膜１９の２層目以降の膜の形成は、窒素ガスを含むガスからなるプラズマ雰囲気への曝露および１層目のＡｌ2Ｏ3からなる膜を形成した後、大気曝露して別の成膜装置で行ってもよい。
【００６９】
なお、コーティング膜１８、１９の材料としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｙ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｚｎの酸化物やＡｌ、Ｓｉの窒化物、あるいはＡｌ、Ｓｉの酸窒化物、Ｍｇ、Ｃａの弗化物などを用いることができる。
【００７０】
以上のようにして、低反射コーティング膜１８および高反射コーティング膜１９の形成を完了した窒化物半導体レーザバー１０は、窒化物半導体レーザ素子に分割される。図４に示すように、分割された窒化物半導体レーザ素子３９は、ＡｌＮやＳｉＣなどからなるサブマウント３２上にマウントされ、サブマウント３２ごとステム３１にマウントされる。最後にステム３１のサブマウント３２がマウントされた面に配置されたピン３３と配線３４により接続され、キャップ３６により大気封止され、窒化物半導体レーザ装置３０が完成する。ステム３１のサブマウント３２がマウントされた面と反対側の面には２本のリード線３５が設けられている。また、キャップ３６には窒化物半導体レーザ素子３９から出射されたレーザ光を外部に取り出せるように、ガラスからなる窓３７が設けられている。
【００７１】
上記のようにして作製された窒化物半導体レーザ装置３０で、曝露したプラズマ雰囲気が、実施例１の窒素ガスのみからなるもの、実施例２のＡｒガスと窒素ガスとを混合したガスからなるもの、比較例のＡｒガスのみからなるものについて、それぞれ初期状態と２００時間のエージング後のＣＯＤレベルを測定した。その結果を図５および表２に示す。図５は、横軸をエージング時間、縦軸をＣＯＤレベルとしてプロットしたものである。エージング条件は、雰囲気温度７０℃、出力６０ｍＷのＡＰＣ駆動である。図５は、横軸をエージング時間、縦軸をＣＯＤレベルとし、これらの素子のＣＯＤレベルをプロットしたものである。ＣＯＤレベルの測定条件は幅５０ｎｓｅｃ、デューティ５０％、室温のパルス測定である。
【表２】
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【００７２】
この結果、実施例１および実施例２が、比較例に比べて初期状態およびエージング後ともに高いＣＯＤレベルが得られていることが分かる。これは、実施例１および実施例２ではプラズマ雰囲気中に窒素が含まれることで、共振器端面１６、１７からの窒素の離脱を抑制できているためと考えられる。さらに、実施例１と実施例２とを比較すると、実施例１の方が初期状態およびエージング後ともに高いＣＯＤレベルが得られている。これは、プラズマ中にＡｒも含まれているため共振器端面１６、１７に損傷を与えているものと考えられる。実施例１ではプラズマ雰囲気は窒素のみであり、Ａｒが含まれていないため、共振器端面１６、１７に損傷を与えることなく窒素の離脱を抑制できているため、比較例および実施例２と比べて高いＣＯＤレベルが得られていると考えられる。
【００７３】
また、エージング後でも最も高いＣＯＤレベルを維持していることから、窒素ガスのみからなるプラズマ雰囲気への曝露によっても、Ａｒガスのみからなるプラズマ雰囲気への曝露と同様に共振器端面１６、１７の自然酸化膜、水分、汚染物などを除去できていることが示唆される。
【００７４】
上記の結果を受けて、窒素ガスを含むガスからなるプラズマ雰囲気への曝露が共振器端面１６、１７からの窒素離脱を抑制していることを確認するため、ＡＥＳ測定により、上記の３条件でプラズマ雰囲気への曝露を行った共振器端面１６、１７の窒素量を測定した。その結果を表３に示す。ここで、窒素量とは劈開した直後の共振器端面１６、１７の単位面積あたりの窒素量を１００％とした値である。
【表３】
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【００７５】
窒素量は、比較例が最も少なく、実施例１が最も多かったことから、共振器端面１６、１７に窒素量が多い窒化物半導体レーザ素子ほどＣＯＤレベルが高いという相関が確認できる。
【００７６】
第１の実施形態では、プラズマ生成に用いるマイクロ波の出力は５００Ｗであるが、この出力は２００Ｗ以上であれば共振器端面１６、１７の自然酸化膜、水分、汚染物などを除去できる。しかし、８００Ｗよりも高いと、窒素ガスのみからなるプラズマであっても共振器端面１６、１７において窒素離脱が生じるため好ましくない。これは、おそらくプラズマ中に含まれる窒素イオンにより共振器端面１６、１７が損傷しているためと考えられる。
【００７７】
また、第１の実施形態では、プラズマ雰囲気への曝露時間は５分としたが、３０秒以上であれば共振器端面１６、１７の自然酸化膜、水分、汚染物などを除去できる。しかし、２０分以上であると、マイクロ波の出力が２００Ｗ以上８００Ｗ以下であっても共振器端面１６、１７において窒素離脱が生じるため好ましくない。また、プラズマ雰囲気に混合ガスを用いる場合、窒素ガスが含まれていれば、Ａｒ以外にＨｅ、Ｎｅ、Ｘｅなどの希ガスを混合してもよいし、２種類以上の希ガスを混合してもよい。
【００７８】
このように、窒素ガスを含むガスからなるプラズマ雰囲気への曝露を行うことにより、窒化物半導体レーザ素子の共振器端面において、窒素を離脱させることなく、自然酸化膜、水分、汚染物などを除去することができ、ＣＯＤレベルを向上させることができるため、窒化物半導体レーザ装置を高出力で駆動した時でも高い信頼性が得られる。
【００７９】
なお、第１の実施形態では、劈開によって形成した窒化物半導体レーザ素子の端面に関して詳細に記述したが、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ；反応性イオンエッチング）法、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ；誘導結合プラズマ）法などの気相エッチング、ＫＯＨ（水酸化カリウム）などの溶液によるウエットエッチングによって形成された端面（エッチドミラー）においても、エッチングの際の窒素離脱が確認されており、本発明はなんら問題なく適用できる。
【００８０】
《第２の実施形態》
次に本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、プラズマ雰囲気への曝露を、窒化物半導体レーザ素子を加熱した状態で行う点が異なる以外は第１の実施形態と同様である。
【００８１】
第２の実施形態では、図３に示すＥＣＲスパッタリング装置４０によって、図３に示す構成の窒化物半導体レーザバー１０を、加熱用ヒータ５３によって２００℃に加熱した状態で窒素ガスのみからなるプラズマ雰囲気に曝露する。
【００８２】
このような処理を施して作製した窒化物半導体レーザ素子を用いた図４に示す構成の窒化物半導体レーザ装置３０について、２００時間のエージング後のＣＯＤレベルを測定した。その結果を、図６に示す。図６は、横軸を温度、縦軸をＣＯＤレベルとしてプロットしたものである。図６には室温で窒素ガスのみからなるプラズマ雰囲気に曝露した窒化物半導体レーザ装置の、同条件でのエージング後のＣＯＤレベルの測定結果も併せて示している。エージング条件は、雰囲気温度７０℃、出力６０ｍＷのＡＰＣ駆動であり、ＣＯＤレベルの測定条件は幅５０ｎｓｅｃ、デューティ５０％、室温のパルス測定である。図６から、過熱した状態で窒素ガスのみのプラズマ雰囲気への曝露を行うことによって、さらにＣＯＤレベルが向上することが分かる。
【００８３】
続いて、プラズマ雰囲気に曝露する際の窒化物半導体レーザバー１０の加熱温度と共振器端面１６、１７における窒素量との関係をＡＥＳ測定によって測定した。その結果を表４に示す。ここで、窒素量とは、第１の実施形態と同様に、劈開した直後の共振器端面１６、１７の単位面積あたりの窒素量を１００％とした値である。
【表４】
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【００８４】
表４から、窒化物半導体レーザバー１０を加熱した状態で窒素ガスのみからなるプラズマ雰囲気への曝露を行うことにより、より効果的に共振器端面１６、１７からの窒素の離脱を抑制できていることが分かる。この加熱温度は１００℃以上５００℃以下が好ましい。５００℃よりも高いと、電極部などが破壊され、電圧上昇を引き起こすことがあるからである。第２の実施形態では、プラズマ雰囲気が窒素ガスのみからなる場合について記載した。しかし、プラズマ雰囲気は、窒素ガスが含まれていればＡｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｘｅなどの希ガスを混合したガスを用いてもよいし、２種類以上の希ガスを混合してもよい。
【００８５】
《第３の実施形態》
次に本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、プラズマ雰囲気への曝露を曝露専用室で行う点が異なる以外は第１の実施形態と同様である。
【００８６】
第３の実施形態では、ＥＣＲスパッタリング装置が図３に示すものとは異なり、プラズマ生成室と成膜炉との間に曝露専用室（不図示）が設けられている。曝露専用室と成膜炉とは高真空下で接続されており、高真空下において窒化物半導体レーザバー１０を曝露専用室と成膜炉との間で搬送可能である。曝露専用室には、ターゲットがなく、プラズマ源としてＲＦプラズマ源が装備されている。また、成膜炉にはＲＦ電源に接続されたターゲットが設けられている。ＥＣＲスパッタリング装置をこのように構成することにより、成膜炉の内部に対して炉内酸化を行う必要がない。
【００８７】
このような構成のＥＣＲスパッタリング装置において、曝露専用室で窒化物半導体レーザバー１０の共振器端面１６、１７を窒素ガスのみからなるプラズマ雰囲気に曝露した後、高真空下で窒化物半導体レーザバー１０を成膜炉に搬送した。成膜炉では、共振器端面１６、１７に厚さ５０ｎｍの酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）を形成した。この窒化物半導体レーザバー１０から得られたチップを用いて窒化物半導体レーザ装置３０を作製し、第１の実施形態、第２の実施形態と同様に試験を行った。
【００８８】
その結果、第３の実施形態においても、共振器端面の窒素量、ＣＯＤレベルについて、第１の実施形態、第２の実施形態と同様の結果が得られた。
【００８９】
《第４の実施形態》
次に本発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、プラズマ雰囲気への曝露を２段階で行う点が異なる以外は第１の実施形態と同様である。
【００９０】
第４の実施形態では、プラズマ雰囲気への曝露を２段階で行い、第１段階ではＡｒガスのみからなるプラズマ雰囲気、第２段階では窒素ガスのみからなるプラズマ雰囲気に曝露する。第１段階のＡｒガスのみからなるプラズマ雰囲気への曝露により共振器端面１６、１７に形成された自然酸化膜などの不純物を除去する。第２段階では、第１段階で窒素が離脱した共振器端面１６、１７に再度窒素を付着させ、窒素量を回復させることができる。このときの条件の一例を表５に示す。
【表５】
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【００９１】
表５の条件でプラズマ雰囲気に曝露した窒化物半導体レーザバー１０について、共振器端面１６、１７の窒素量を測定したところ、９８％であった。ここで、窒素量とは、第１の実施形態と同様に、劈開した直後の共振器端面１６、１７の単位面積あたりの窒素量を１００％とした値である。
【００９２】
プラズマ雰囲気への曝露の第１段階においては、プラズマ雰囲気として、Ａｒガスのみからなるものの他にＨｅ、Ｎｅ、Ｘｅなどの希ガスを用いてもよいし、これらのガスと窒素ガスとの混合ガスを用いてもよい。
【００９３】
第１段階でのマイクロ波の出力は２００Ｗ以上８００Ｗ以下が好ましい。２００Ｗ以下では共振器端面１６、１７の自然酸化膜、水分、汚染物などが除去できず、８００Ｗ以上では共振器端面１６、１７での窒素の離脱が著しく、第２段階の窒素ガスのみからなるプラズマ雰囲気への曝露を行っても窒素量が回復しないためである。
【００９４】
また、第１段階でのプラズマ雰囲気への曝露時間は３０秒以上２０分以内が好ましい。３０秒以下では共振器端面１６、１７の自然酸化膜、水分、汚染物などが除去できず、２０分以上では窒素の離脱が著しく、第２段階の窒素ガスのみからなるプラズマ雰囲気への曝露を行っても窒素量が回復しないためである。
【００９５】
また、第１段階のプラズマ雰囲気へ曝露する際の窒化物半導体レーザバーの温度は３００℃としたが、特に加熱を行わず室温で行ってもよい。ただし、５００℃以上では電極部などが破壊され、電圧上昇を引き起こすことがあるため好ましくない。
【００９６】
第２段階でのマイクロ波の出力は２００Ｗ以上８００Ｗ以下が好ましい。２００Ｗ以下では第１段階で共振器端面１６、１７において減少した窒素量が回復する程度に窒素を補うことができないからである。一方、８００Ｗ以上では窒素ガスのみからなるプラズマ雰囲気といえども共振器端面１６、１７において窒素が離脱するからである。これは、恐らくプラズマ雰囲気中の窒素イオンによって生じた損傷であると考えられる。
【００９７】
また、第２段階での窒素ガスのみからなるプラズマ雰囲気への曝露時間は３０秒以上２０分以内が好ましい。３０秒以下では第１段階で共振器端面１６、１７において減少した窒素量が回復する程度に窒素を補うことができず、２０分以上では窒素ガスのみからなるプラズマ雰囲気といえども共振器端面１６、１７において窒素が離脱するからである。
【００９８】
また、第２段階のプラズマ雰囲気へ曝露する際の窒化物半導体レーザバーの温度は、本実施形態では３００℃としたが、第１の実施形態と同様に加熱しなくても、共振器端面１６、１７において窒素の離脱を抑制するという本発明の効果は得られる。しかし、第２の実施形態で説明した理由から、１００℃以上５００℃以下に加熱した状態で行うことが好ましい。
【００９９】
第４の実施形態においても、共振器端面の窒素量、ＣＯＤレベルについて、第１〜第３の実施形態と同様の結果が得られた。また、第４の実施形態では、プラズマ雰囲気への曝露は２段階の処理を行ったが、最終段階で曝露するプラズマ雰囲気が窒素ガスを含むガスからなるものであれば３段階以上であっても、共振器端面の窒素量、ＣＯＤレベルについて同等の効果が得られる。各段階においては、プラズマ雰囲気に希ガスと窒素ガスとの混合ガスを用いてもよいし、希ガスとしては２種類以上の希ガスを混合したものを用いてもよい。
【産業上利用の可能性】
【０１００】
本発明の窒化物半導体レーザ素子は、単体の半導体レーザ装置、ホログラム素子を備えたホログラムレーザ装置、駆動もしくは信号検出などの処理のためのＩＣチップと一体化してパッケージされたオプトエレクトロニクスＩＣ装置、導波路あるいは微小光学素子と一体化してパッケージされた複合光学素子などに応用可能である。また、本発明は、これらの装置を備えた光記録システム、光ディスクシステムや、紫外から緑色領域の光源システムなどに応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る窒化物半導体レーザバーの正面図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る窒化物半導体レーザバーの側面図
【図３】ＥＣＲスパッタリング装置の概略構成図
【図４】本発明の第１の実施形態に係る窒化物半導体レーザ装置の概略構成図
【図５】本発明の第１の実施形態に係る窒化物半導体レーザ装置と比較例のＣＯＤレベルのエージングによる変化を示すグラフ
【図６】プラズマ雰囲気への曝露時の窒化物半導体レーザバーの温度とエージング後のＣＯＤレベルの関係を示すグラフ
【図７】Ａｒプラズマ雰囲気への曝露を行った窒化物半導体レーザ素子と行っていない窒化物半導体レーザ素子のエージング前後のＣＯＤレベルを示すグラフ
【図８】Ａｒプラズマ雰囲気への曝露を行った窒化物半導体レーザ素子と行っていない窒化物半導体レーザ素子の表面のＧａに対する窒素の割合と窒化物半導体レーザ素子の表面のスパッタ時間の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【０１０２】
１０    窒化物半導体レーザバー
１１    ｎ型ＧａＮ基板
１２    絶縁膜
１４    ｐ電極
１５    ｎ電極
１６    光出射側共振器端面
１７    光反射側共振器端面
１８    低反射コーティング膜
１９    高反射コーティング膜
２１    ｎ‐ＡｌＧａＩｎＮバッファ層
２２    ｎ‐ＡｌＧａＩｎＮクラッド層
２３    ｎ‐ＡｌＧａＩｎＮガイド層
２４    ＡｌＧａＩｎＮ多重量子井戸活性層
２５    ｐ‐ＡｌＧａＩｎＮガイド層
２６    ｐ‐ＡｌＧａＩｎＮクラッド層
２７    ｐ‐ＡｌＧａＩｎＮコンタクト層
３０    窒化物半導体レーザ装置
３１    ステム
３２    サブマウント
３３    ピン
３４    配線
３５    リード線
３６    キャップ
３７    窓
３９    窒化物半導体レーザ素子
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    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
【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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