(57)【要約】【課題】半導体レーザ素子の端面に形成された誘電体層の変質に起因する出力の低下および信頼性の低下を抑制することが可能な半導体レーザ装置を提供する。【解決手段】この窒化物系半導体レーザ装置素子２０は、光出射面５ａに形成されたＳｉＯ２からなる誘電体層５ｂを有する窒化物系半導体レーザ素子５と、窒化物系半導体レーザ素子５が気密封止されるパッケージ部１とを備えている。また、パッケージ部１内の雰囲気は、水分濃度５０００ｐｐｍ以下の酸素含有雰囲気である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも光出射面に形成された酸化物からなる誘電体層を有する半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子が気密封止されるパッケージ部とを備え、
前記パッケージ部内の雰囲気は、水分濃度５０００ｐｐｍ以下の酸素含有雰囲気である、半導体レーザ装置。
【請求項２】
光出射面には形成されずに前記光出射面とは反対側の後端面のみに形成された酸化物からなる誘電体層を有する半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子が気密封止されるパッケージ部とを備え、
前記パッケージ部内の雰囲気は、水分濃度５０００ｐｐｍ以下の酸素含有雰囲気である、半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記酸素含有雰囲気中の酸素濃度は、５％以上である、請求項１または２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記パッケージ部は、前記半導体レーザ素子を支持するための支持部と、前記支持部に接合されるとともに前記半導体レーザ素子を気密封止するためのキャップ部とを含み、
前記支持部の表面および前記キャップ部の内側表面には、酸化防止層が形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記パッケージ部は、前記半導体レーザ素子を支持するための支持部と、前記支持部に接合されるとともに、前記半導体レーザ素子を気密封止するためのキャップ部とを含み、
前記キャップ部と前記支持部との接合部には、溶接接合による溶接部が形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記半導体レーザ素子は、窒化物系半導体レーザ素子である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
少なくとも半導体レーザ素子の光出射面に酸化物からなる誘電体層を形成する工程と、
前記半導体レーザ素子を支持部に取り付ける工程と、
前記半導体レーザ素子が取り付けられた前記支持部に紫外光を照射する工程と、
その後に、前記半導体レーザ素子を、キャップ部によって、水分濃度５０００ｐｐｍ以下および酸素濃度５％以上の酸素含有雰囲気で気密封止する工程とを備える、半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項８】
前記酸化物からなる誘電体層を形成する工程に先立って、少なくとも前記半導体レーザ素子の光出射面をプラズマによりクリーニングする工程をさらに備える、請求項７に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項９】
半導体レーザ素子の光出射面には形成されずに前記光出射面とは反対側の後端面のみに酸化物からなる誘電体層を形成する工程と、
前記半導体レーザ素子を支持部に取り付ける工程と、
前記半導体レーザ素子が取り付けられた前記支持部に紫外光を照射する工程と、
その後に、前記半導体レーザ素子を、キャップ部によって、水分濃度５０００ｐｐｍ以下および酸素濃度５％以上の酸素含有雰囲気で気密封止する工程とを備える、半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１０】
前記酸化物からなる誘電体層を形成する工程に先立って、前記半導体レーザ素子の光出射面とは反対側の後端面をプラズマによりクリーニングする工程をさらに備える、請求項９に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１１】
前記プラズマによりクリーニングする工程は、不活性ガスの雰囲気中で行われる、請求項８または１０に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ装置およびその製造方法に関し、特に、半導体レーザ素子が気密封止されるパッケージ部を有する半導体レーザ装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体レーザ素子がパッケージ部内に気密封止された半導体レーザ装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。この特許文献１には、ステム（支持部）に窒化物系半導体レーザ素子が装着されるとともに、非導電性材料からなるキャップ部が、窒化物系半導体レーザ素子を覆うように接合された窒化物系半導体レーザ装置が開示されている。
【０００３】
また、上記特許文献１に記載されている窒化物系半導体レーザ素子では、その端面に反射率を調整するためのコーティング膜が形成されている。半導体レーザ素子では、一般的に、前端面（光出射面）および後端面に反射率制御および端面保護のための端面コート膜が形成されており、この端面コート膜の材料としてはＳｉＯ２やＳｉＮなどからなる誘電体が用いられている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２０９８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載されている窒化物系半導体レーザ装置では、パッケージ部内の雰囲気、水分濃度、端面コート膜の材質に関し何ら考慮されていない。このため、パッケージ部内の雰囲気、水分濃度および端面コート膜の材質によって端面コート膜の変質が生じ、窒化物系半導体レーザ素子の出力特性が低下するという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、半導体レーザ素子の端面に形成された誘電体層の変質に起因する出力の低下および信頼性の低下を抑制することが可能な半導体レーザ装置およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における半導体レーザ装置は、少なくとも光出射面に形成された酸化物からなる誘電体層を有する半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子が気密封止されるパッケージ部とを備え、パッケージ部内の雰囲気は、水分濃度５０００ｐｐｍ以下の酸素含有雰囲気である。
【０００８】
この第１の局面による半導体レーザ装置では、上記のように、半導体レーザ素子の少なくとも光出射面に酸化物からなる誘電体層を形成するとともに、半導体レーザ素子をパッケージ部内に気密封止し、パッケージ部内の雰囲気を、酸素含有雰囲気とすることによって、パッケージ部内の雰囲気中の酸素濃度が低くなりすぎることに起因して、酸化物からなる誘電体層から酸素が脱離するという不都合が発生するのを抑制することができる。このため、この酸素の脱離により加速的に生じる誘電体層による水分の吸収および吸着を抑制することができる。さらに、パッケージ部内の雰囲気中の水分濃度を５０００ｐｐｍ以下とすることによって、誘電体層による水分の吸収および吸着をより一層効果的に抑制することができる。その結果、誘電体層からの酸素の脱離と、誘電体層による水分の吸収および吸着とを抑制することができるので、半導体レーザ素子の特性劣化を抑制することができるとともに、半導体レーザ装置の信頼性を向上させることができる。
【０００９】
この発明の第２の局面における半導体レーザ装置は、光出射面には形成されずに光出射面とは反対側の後端面のみに形成された酸化物からなる誘電体層を有する半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子が気密封止されるパッケージ部とを備え、パッケージ部内の雰囲気は、水分濃度５０００ｐｐｍ以下の酸素含有雰囲気である。
【００１０】
上記第１および第２の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、酸素含有雰囲気中の酸素濃度は、５％以上である。
【００１１】
上記第１および第２の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、パッケージ部は、半導体レーザ素子を支持するための支持部と、支持部に接合されるとともに半導体レーザ素子を気密封止するためのキャップ部とを含み、支持部の表面およびキャップ部の内側表面には、酸化防止層が形成されている。
【００１２】
上記第１および第２の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、パッケージ部は、半導体レーザ素子を支持するための支持部と、支持部に接合されるとともに、半導体レーザ素子を気密封止するためのキャップ部とを含み、キャップ部と支持部との接合部には、溶接接合による溶接部が形成されている。
【００１３】
上記第１および第２の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、半導体レーザ素子は、窒化物系半導体レーザ素子である。
【００１４】
この発明の第３の局面による半導体レーザ装置の製造方法は、少なくとも半導体レーザ素子の光出射面に酸化物からなる誘電体層を形成する工程と、半導体レーザ素子を支持部に取り付ける工程と、半導体レーザ素子が取り付けられた支持部に紫外光を照射する工程と、その後に、半導体レーザ素子を、キャップ部によって、水分濃度５０００ｐｐｍ以下および酸素濃度５％以上の酸素含有雰囲気で気密封止する工程とを備える。
【００１５】
この第３の局面による半導体レーザ装置の製造方法では、上記のように、半導体レーザ素子の少なくとも光出射面に酸化物からなる誘電体層を形成するとともに、半導体レーザ素子をパッケージ部内に気密封止し、パッケージ部内の雰囲気を、酸素含有雰囲気とすることによって、パッケージ部内の雰囲気中の酸素濃度が低くなりすぎることに起因して、酸化物からなる誘電体層から酸素が脱離するという不都合が発生するのを抑制することができる。このため、この酸素の脱離により加速的に生じる誘電体層による水分の吸収および吸着を抑制することができる。さらに、パッケージ部内の雰囲気中の水分濃度を５０００ｐｐｍ以下とすることによって、誘電体層による水分の吸収および吸着をより一層効果的に抑制することができる。また、半導体レーザ素子が取り付けられた支持部に紫外光を照射することによって、半導体レーザ素子に付着物が付着している場合であっても、紫外光の照射による光分解により、半導体レーザ素子の上面に付着した付着物が除去されるので、付着物に含まれる水分および有機物がパッケージ部内の雰囲気中に揮発するのを抑制することができる。このため、パッケージ部内の水分濃度が上昇するのを抑制することができる。その結果、誘電体層からの酸素の脱離と、誘電体層による水分の吸収および吸着とを抑制することができるので、半導体レーザ素子の特性劣化を抑制することができるとともに、半導体レーザ装置の信頼性を向上させることができる。
【００１６】
上記第３の局面による半導体レーザ装置の製造方法において、好ましくは、酸化物からなる誘電体層を形成する工程に先立って、少なくとも半導体レーザ素子の光出射面をプラズマによりクリーニングする工程をさらに備える。
【００１７】
この発明の第４の局面による半導体レーザ装置の製造方法は、半導体レーザ素子の光出射面には形成されずに光出射面とは反対側の後端面のみに酸化物からなる誘電体層を形成する工程と、半導体レーザ素子を支持部に取り付ける工程と、半導体レーザ素子が取り付けられた支持部に紫外光を照射する工程と、その後に、半導体レーザ素子を、キャップ部によって、水分濃度５０００ｐｐｍ以下および酸素濃度５％以上の酸素含有雰囲気で気密封止する工程とを備える。
【００１８】
上記第４の局面による半導体レーザ装置の製造方法において、好ましくは、酸化物からなる誘電体層を形成する工程に先立って、半導体レーザ素子の光出射面とは反対側の後端面をプラズマによりクリーニングする工程をさらに備える。
【００１９】
上記プラズマによりクリーニングする工程において、好ましくは、プラズマによりクリーニングする工程は、不活性ガスの雰囲気中で行われる。なお、不活性ガスとは、希ガスまたは窒素ガスである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ装置の構造を示した斜視図であり、図２は、図１の１００−１００線に沿った断面図である。図３は、図１に示した一実施形態による窒化物系半導体レーザ装置の半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。まず、図１〜図３を参照して、本実施形態による窒化物系半導体レーザ装置２０の構造について説明する。なお、本実施形態では、本発明の半導体レーザ装置の一例として、発振波長４０５ｎｍの青紫色レーザ光を出射する窒化物系半導体レーザ素子５が装着された窒化物系半導体レーザ装置２０について説明する。
【００２２】
本実施形態による窒化物系半導体レーザ装置２０では、図１に示すように、鉄製のステム２とコバール（Ｆｅ−２９％Ｎｉ−１７％Ｃｏ合金）からなるキャップ部３とから構成されるパッケージ部１内に、窒化物系半導体レーザ素子５が装着されている。なお、窒化物系半導体レーザ素子５の後端面から出射されるレーザ光を受光するためのフォトダイオードを別途設けるようにしてもよい。
【００２３】
本実施形態の窒化物系半導体レーザ装置２０の構造としては、図１および図２に示すように、鉄製のステム２に、銅からなる放熱部材２ａが一体的に形成されている。そして、放熱部材２ａには、ＡｌＮからなるヒートシンク（サブマウント）４が取り付けられており、ヒートシンク４には、窒化物系半導体レーザ素子５が取り付けられている。この窒化物系半導体レーザ素子５は、光出射面（光出射側の共振器端面）５ａが後述するキャップガラス６と対向するように配置されている。また、ステム２には、２本のリード７ａおよび７ｂが取り付けられており、その２本のリード７ａおよび７ｂのうちの１本のリード７ｂは、絶縁リング８によってステム２と電気的に絶縁されている。また、リード７ａは、放熱部材２ａとヒートシンク４上の電極（図示せず）とをワイヤ１２で接続することにより、窒化物系半導体レーザ素子５の一方の電極と電気的に接続するように、ステム２に取り付けられている。また、リード７ｂの一方端部は、ステム２の上面から領域１ａ側に突出している。さらに、リード７ａおよび７ｂは、気密性が保持された状態で、ステム２に取り付けられている。また、リード７ｂは、ワイヤ９を介して、窒化物系半導体レーザ素子５の他方の電極に電気的に接続されている。
【００２４】
また、ステム２には、コバール（Ｆｅ−２９％Ｎｉ−１７％Ｃｏ合金）からなるとともに、開口部３ａを有する円筒状のキャップ部３が接合されている。このキャップ部３の開口部３ａに対応する領域には、キャップガラス６が融着されている。また、キャップガラス６は、窒化物系半導体レーザ素子５から出射されるレーザ光をパッケージ部１の外部に取り出す機能を有している。そして、キャップガラス６およびキャップ部３によって、パッケージ部１内の窒化物系半導体レーザ素子５が取り付けられる領域１ａが気密封止されている。なお、ステム２は、本発明の「支持部」の一例であり、窒化物系半導体レーザ素子５は、本発明の「半導体レーザ素子」の一例である。
【００２５】
ここで、本実施形態では、ステム２の表面には、酸化防止層としてのＮｉ／Ａｕメッキ層が形成されているとともに、キャップ部３の内側表面および外側表面には、酸化防止層としてのＮｉメッキ層が形成されている。また、キャップ部３とステム２との接合は、溶接によって行われるため、キャップ部３とステム２との接合部分には溶接部１０が形成されている。また、パッケージ部１内の窒化物系半導体レーザ素子５が取り付けられる領域１ａには、水分濃度５０００ｐｐｍ以下であるとともに、酸素濃度が５％以上の酸素含有雰囲気である大気が充填されて気密封止されている。
【００２６】
また、窒化物系半導体レーザ素子５は、図３に示すように、光出射面５ａである前端面に、約１０５ｎｍの厚みを有するとともに、ＳｉＯ２からなる反射率約１０％の誘電体層５ｂが形成されている。また、窒化物系半導体レーザ素子５の光出射面５ａとは反対側の面である後端面には、後端面側から約７０ｎｍの厚みを有する５つのＳｉＯ２層５ｄと約４３ｎｍの厚みを有する５つのＴｉＯ２層５ｅとが交互に積層された反射率約９８％の誘電体層５ｃが形成されている。
【００２７】
本実施形態では、上記のように、窒化物系半導体レーザ素子５の光出射面５ａに酸化物からなる誘電体層５ｂを形成するとともに、窒化物系半導体レーザ素子５が気密封止されるパッケージ部１内の雰囲気を酸素濃度５％以上の酸素含有雰囲気としている。このように構成することによって、本発明によれば、パッケージ部１内の雰囲気中の酸素濃度が５％未満となって低くなりすぎることに起因して、酸化物からなる誘電体層５ｂから酸素が脱離するという不都合が発生するのを抑制することができる。これにより、この酸素の脱離によって加速的に生じる誘電体層５ｂによる水分の吸収および吸着を抑制することができる。さらに、パッケージ部１内の雰囲気中の水分濃度を５０００ｐｐｍ以下としていることから誘電体層５ｂによる水分の吸収および吸着をより一層効果的に抑制することができる。この結果、誘電体層５ｂからの酸素の脱離、および、誘電体層５ｂによる水分の吸収および吸着を抑制することによって、窒化物系半導体レーザ素子５の特性劣化を抑制することができるので、窒化物系半導体レーザ素子５の特性劣化を抑制することにより、窒化物系半導体レーザ装置２０の信頼性を向上させることができる。なお、本実施形態では、窒化物系半導体レーザ素子５の共振器の光出射面５ａおよび後端面に、それぞれ、誘電体層５ｂおよび５ｃを形成したが、本発明はこれに限らず、半導体レーザ素子の共振器の後端面のみに誘電体層を形成するようにしてもよい。このような構成の半導体レーザ素子は、低出力用に用いることができるとともに、前述と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
また、本実施形態では、ステム２の表面にＮｉ／Ａｕメッキ層を形成し、キャップ部３の内側表面にＮｉメッキ層を形成することによって、これらのＮｉ／Ａｕメッキ層およびＮｉメッキ層が酸化防止層として機能し、ステム２およびキャップ部３の内面の酸化を抑制することができる。このため、ステム２およびキャップ部３の内面の酸化に伴うパッケージ部１内の酸素濃度の低下を抑制することができるので、酸化物からなる誘電体層５ｂからの酸素の脱離をより効果的に抑制することができる。この結果、酸素の脱離によって加速的に生じる誘電体層５ｂへの水分の吸収および吸着を効果的に抑制することができるので、これら酸素の脱離、水分の吸収および吸着により生じる誘電体層５ｂの変質を効果的に抑制することができ、この結果、信頼性のより向上した窒化物系半導体レーザ装置２０を提供することができる。また、ステム２およびキャップ部３の内面にかかわらず、パッケージ部１内に露出する放熱部材２ａなどの他の部材の表面にもＮｉ／Ａｕメッキを施す等の方法により酸化防止膜を形成することで、パッケージ部１内の酸素濃度の低下を一層効果的に抑制することができる。
【００２９】
また、本実施形態では、キャップ部３とステム２との接合部に溶接による溶接部１０を形成することによって、キャップ部３とステム２との接合時に接合部分の気密性を容易に保持することができるので、窒化物系半導体レーザ素子５が収納されるパッケージ部１を、容易に気密封止することができる。このため、外部からパッケージ部１内への水分の侵入をより一層効果的に抑制することができるので、誘電体層５ｂの変質をより一層効果的に抑制することができる。
【００３０】
図４〜図９は、図１に示した一実施形態による窒化物系半導体レーザ装置の製造方法を説明するための図である。次に、図１、図２および図４〜図９を参照して、本実施形態による窒化物系半導体レーザ装置２０の製造方法について説明する。
【００３１】
まず、図４に示したウェハ５０をストライプ状（細長状）のリッジ部（電流通路部）（図示せず）の延びる方向（矢印Ｂ方向）と垂直な方向（矢印Ａ方向）に沿ってへき開することにより、図５に示した複数のバー状のウェハ５１を形成する。具体的には、まず、図４に示すように、ウェハ５０のリッジ部と反対側の表面に矢印Ａ方向に延びるへき開用溝部５２を形成する。このへき開用溝部５２は、ウェハ５０の矢印Ａ方向の一方端部側から他方端部側まで連続的に延びる線状に形成するようにしてもよいし、ウェハ５０の矢印Ａ方向の一方端部側から他方端部側まで延びる破線状に形成するようにしてもよい。また、へき開用溝部５２は、ウェハ５０の矢印Ａ方向の一方端部および他方端部近傍のみに形成するようにしてもよい。また、へき開用溝部５２は、ウェハ５０のリッジ部側の表面に形成するようにしてもよい。この場合には、へき開用溝部５２を、ウェハ５０の矢印Ｂ方向に延びるリッジ部近傍を含まない矢印Ａ方向の一方端部側から他方端部側まで延びる破線状に形成するか、または、ウェハ５０の矢印Ａ方向の一方端部および他方端部近傍のみに形成するようにすればよい。また、このへき開用溝部５２は、矢印Ｂ方向に所定の間隔を隔てて複数形成する。また、へき開用溝部５２は、ダイヤモンドポイント、レーザ光およびエッチングなどのうちのいずれかにより形成される。そして、ローラや刃状の治具などを用いてウェハ５０のへき開用溝部５２に沿ってへき開することにより、図５に示した複数のバー状のウェハ５１が形成される。このバー状のウェハ５１のへき開面は、前端面（光出射面）５１ａおよび後端面５１ｂとして用いられる。
【００３２】
次に、図６に示すように、複数のバー状のウェハ５１を前端面（光出射面）５１ａが上方に位置する状態でプラズマ発生装置６０の支持台６１に配置する。このプラズマ発生装置６０としては、たとえば、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：電子サイクロトロン共鳴）プラズマ成膜装置を用いる。そして、プラズマ発生装置６０の内部に窒素ガス、アルゴンガスおよびヘリウムガスなどの不活性ガスを導入しながらＥＣＲプラズマを発生させることにより、バー状のウェハ５１の前端面５１ａをクリーニングする。なお、本実施形態では、窒素ガス雰囲気中のＥＣＲプラズマにおいて、マイクロ波出力約５００Ｗ、窒素ガス圧力約５×１０−２Ｐａの条件で、約５分間クリーニングを行った。その後、同じプラズマ発生装置６０において、アルゴンガスおよび酸素ガスを導入しながらＥＣＲプラズマを発生させることにより、バー状のウェハ５１の前端面５１ａに約１０５ｎｍの厚みを有するＳｉＯ２からなる誘電体層を形成する。このように、本実施形態では、バー状のウェハ５１の前端面５１ａのクリーニングと、誘電体層の形成とが同じプラズマ発生装置６０を用いて連続して行われる。
【００３３】
次に、マグネトロンスパッタ法またはＥＢ蒸着法などにより、複数のバー状のウェハ５１の後端面５１ｂにＳｉＯ２層とＴｉＯ２層とを交互に積層することにより誘電体層が形成される。なお、プラズマ発生装置６０により、複数のバー状のウェハ５１の後端面５１ｂをクリーニングするとともに、誘電体層を形成するようにしてもよい。
【００３４】
次に、図７に示したバー状のウェハ５１をリッジ部の延びる方向（矢印Ｂ方向）に沿って分割することにより、図８に示した複数の窒化物系半導体レーザ素子５を形成する。具体的には、まず、図７に示すように、バー状のウェハ５１のリッジ部と反対側またはリッジ部側の表面にリッジ部の形成領域を挟むように、矢印Ｂ方向に延びる分離用溝部５３を形成する。この分離用溝部５３は、バー状のウェハ５１の矢印Ｂ方向の一方端部側から他方端部側まで連続的に延びる線状に形成するようにしてもよいし、バー状のウェハ５１の矢印Ｂ方向の一方端部側から他方端部側まで延びる破線状に形成するようにしてもよい。また、分離用溝部５３は、バー状のウェハ５１の矢印Ｂ方向の一方端部および他方端部近傍のみに形成するようにしてもよい。また、この分離用溝部５３は、矢印Ａ方向に所定の間隔を隔ててリッジ部毎に複数形成されている。また、分離用溝部５３は、ダイヤモンドポイント、レーザ光およびエッチングなどのうちのいずれかにより形成されている。そして、ローラや刃状の治具などを用いてバー状のウェハ５１の分離用溝部５３に沿って分割することにより、図８に示した窒化物系半導体レーザ素子５が形成される。
【００３５】
次に、図９に示すように、リード７ａに電気的に接続されるステム２の放熱部材２ａに、ヒートシンク（サブマウント）４をＡｕＳｎ半田を用いて取り付けるとともに、ヒートシンク４上に、窒化物系半導体レーザ素子５の一方電極（図示せず）をＡｕＳｎ半田を用いて取り付け、ヒートシンク４上の電極（図示せず）と放熱部材２ａをワイヤ（図示せず）で接続することにより、窒化物系半導体レーザ素子５とリード７ａとが電気的に接続される。この際、窒化物系半導体レーザ素子５の光出射面５ａがステム２と反対側に位置するように配置する。次に、窒化物系半導体レーザ素子５の他方電極（図示せず）に、ワイヤ９の一方端を接続するとともに、ワイヤ９の他方端をリード７ｂに接続する。これにより、窒化物系半導体レーザ素子５とリード７ｂとが電気的に接続される。その後、窒化物系半導体レーザ素子５が装着されたステム２全体に、紫外（ＵＶ）光を約３０分間照射する。これにより、窒化物系半導体レーザ素子５の上面に付着している付着物１１を光分解により除去する。
【００３６】
次に、窒化物系半導体レーザ素子５が装着されたステム２全体を、ベーキング炉（図示せず）内に入れて、約２００℃で約１時間、熱処理を行う。この際、キャップ部３も、同じベーキング炉内に入れて、約２００℃で約１時間熱処理を行う。その後、水分濃度５０００ｐｐｍ以下の酸素含有雰囲気（大気）中で、図２に示すように、キャップ部３をステム２に溶接する。これにより、パッケージ部１内の雰囲気が、水分濃度５０００ｐｐｍ以下の大気（酸素濃度約２０％）でパッケージ部１内に気密封止される。このようにして、図１に示した本実施形態による窒化物系半導体レーザ装置２０が作製される。
【００３７】
本実施形態では、上記のように、キャップ部３をステム２に溶接する前に、窒化物系半導体レーザ素子５が装着されたステム２をベーキング炉で熱処理することによって、窒化物系半導体レーザ素子５に含まれる水分およびステム２に含まれる水分を蒸発させることができるので、気密封止後に、窒化物系半導体レーザ素子５に含まれる水分およびステム２に含まれる水分がパッケージ部１内の雰囲気中に蒸発することに起因して、パッケージ部１内の雰囲気の水分濃度が５０００ｐｐｍを越えてしまうという不都合が生じるのを抑制することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、キャップ部３をステム２に溶接する前に、窒化物系半導体レーザ素子５が装着されたステム２に紫外光を照射することによって、窒化物系半導体レーザ素子５に付着物１１が付着している場合であっても、紫外光の照射による光分解により、窒化物系半導体レーザ素子５の上面に付着した付着物１１が除去されるので、付着物１１に含まれる水分および有機物がパッケージ部１内の雰囲気中に揮発するのを抑制することができる。このため、パッケージ部１内の水分濃度が上昇するのを抑制することができる。その結果、水分濃度の上昇による窒化物系半導体レーザ装置２０の信頼性の低下を抑制することができるとともに、膜の形成によるレーザ光の出力の低下を抑制することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、少なくともバー状のウェハ５１の前端面５１ａを、ＥＣＲプラズマによりクリーニングすることによって、低いエネルギーを有するプラズマを発生させることにより、バー状のウェハ５１の前端面５１ａが損傷するのを抑制しながらクリーニングすることができる。これにより、バー状のウェハ５１の前端面５１ａに付着した酸化物および汚染物などを除去することができるので、前端面５１ａでの光の吸収が抑制される。その結果、窒化物系半導体レーザ素子５のＣＯＤレベルの低下を抑制することができるので、窒化物系半導体レーザ装置２０を高出力化することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、バー状のウェハ５１の前端面５１ａのクリーニングと、ＳｉＯ２からなる誘電体層の形成とを連続して行うことによって、バー状のウェハ５１の前端面５１ａがクリーニング後に大気に曝されることに起因してバー状のウェハ５１の前端面５１ａが汚染されるのを抑制することができる。
【００４１】
また、本実施形態では、窒素ガス、アルゴンガスおよびヘリウムガスなどの不活性ガスを導入しながらＥＣＲプラズマを発生させることにより、バー状のウェハ５１の前端面５１ａをクリーニングすることによって、バー状のウェハ５１の前端面５１ａに付着した酸化物および汚染物などを効果的に除去することができる。なお、窒化物系半導体レーザ素子５については、プラズマクリーニングの雰囲気は窒素ガスがより好ましい。これは半導体レーザ素子を構成する元素と同一のＮ（窒素）を用いてクリーニングすることにより、クリーニング中に前端面５１ａからＮ（窒素）が脱離するのを抑制することができるためであると考えられる。
【００４２】
次に、上記実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。この実験では、窒化物系半導体レーザ装置２０に及ぼすパッケージ部１内の雰囲気中の水分濃度の影響を確認するために、水分濃度を種々変えて、動作電流の経時変化を測定した。図１０および図１１は、それぞれ、図１に示した実施形態に対応する実施例１および実施例２による窒化物系半導体レーザ装置の動作電流と経過時間との関係を示した相関図である。また、図１２および図１３は、それぞれ、比較例１および比較例２による窒化物系半導体レーザ装置の動作電流と経時時間との関係を示した相関図である。図１０〜図１３の相関図の横軸は、経過時間（ｈ）を示している。また、図１０〜図１３の相関図の縦軸は、動作電流（ｍＡ）を示している。すなわち、図１０〜図１３は、窒化物系半導体レーザ装置を動作させた場合における動作電流の経時変化を示している。また、水分濃度以外の条件は、実施例１、実施例２、比較例１および比較例２のいずれも同じ条件とした。すなわち、半導体レーザ素子は、いずれも、窒化物系半導体レーザ素子を用い、パッケージ部内の雰囲気は、いずれも、大気とした。また、キャップ部をステムに溶接する前には、いずれも、紫外光を約３０分間照射した。なお、水分濃度は、実施例１（図１０参照）では、２５００ｐｐｍ、実施例２（図１１参照）では、５０００ｐｐｍ、比較例１（図１２参照）では、５５００ｐｐｍ、および、比較例２（図１３参照）では、１００００ｐｐｍとした。また、実施例１および実施例２では、それぞれ、５個の窒化物系半導体レーザ装置を作製して各窒化物系半導体レーザ装置毎に測定を行い、比較例１および比較例２では、それぞれ、３個の窒化物系半導体レーザ素子を作製して各窒化物系半導体レーザ装置毎に測定を行った。
【００４３】
なお、水分濃度の測定は、バルザース社（ドイツ国）製の四重極質量分析装置（型番：ＱＭＧ４２１Ｃ型）を用いて行った。この四重極質量分析装置には、サンプルチャンバおよび孔あけ装置などが備えられている。そして、窒化物系半導体レーザ装置をサンプルチャンバ内に挿入した後、サンプルチャンバ内を真空にし、孔あけ装置によって、窒化物系半導体レーザ装置に孔をあけてパッケージ部内のガスを放出させた。その後、四重極質量分析装置に放出されたガスを導入し、水分濃度の測定を行った。
【００４４】
図１０〜図１３に示した測定結果から、水分濃度が高くなるのに伴って、１０００時間経過後の動作電流値が大きくなる傾向があることが確認できた。すなわち、実施例１の水分濃度２５００ｐｐｍの窒化物系半導体レーザ装置では、図１０に示すように、１０００時間経過後の動作電流値の上昇はほとんど見られなかった。また、実施例２の水分濃度５０００ｐｐｍの窒化物系半導体レーザ装置では、図１１に示すように、１０００時間経過後の動作電流値はごくわずか上昇した。これに対して、比較例１による水分濃度５５００ｐｐｍの窒化物系半導体レーザ装置では、図１２に示すように、実施例２（図１１）の水分濃度５０００ｐｐｍの窒化物系半導体レーザ装置に比べて、１０００時間経過後の動作電流値の上昇度合いは大きくなっていることが判明した。さらに、水分濃度１００００ｐｐｍの比較例２の窒化物系半導体レーザ装置では、図１３に示すように、比較例１（図１２）と比べて、１０００時間経過後の動作電流値の上昇度合いはより大きくなっていることが判明した。
【００４５】
図１４は、窒化物系半導体レーザ素子の水分濃度と電流上昇率との関係を示した相関図である。具体的には、上記図１０〜図１３の結果について電流上昇率（％）を算出し、その算出した電流上昇率と水分濃度との関係を示した。また、図１４における電流上昇率（％）は、図１０〜図１３において窒化物系半導体レーザ素子を動作させた直後の動作電流と、１０００時間経過後の動作電流との差を各測定毎に百分率で示し、それぞれの水分濃度における各測定の平均値で示した。また、電流上昇率（％）の許容範囲は、１０％以下とした。
【００４６】
図１４に示した測定結果から、窒化物系半導体レーザ装置のパッケージ部内の水分濃度は、５０００ｐｐｍ以下の場合に、電流上昇率が許容範囲である１０％以下になるとともに、水分濃度が５０００ｐｐｍから５５００ｐｐｍになるときに、電流上昇率が急激に増加することが判明した。これは以下の理由によると考えられる。すなわち、水分濃度が５０００ｐｐｍを越えると、窒化物系半導体レーザ素子の光出射面に形成された誘電体層に水分の吸収および吸着が生じ、これによって、誘電体層の変質が加速されるとともに、窒化物系半導体レーザ素子の劣化も加速されるために電流上昇率が高くなったものと考えられる。図１４に示した測定結果から、誘電体層を酸化物（ＳｉＯ２）から構成し、パッケージ部内の雰囲気を大気雰囲気（酸素濃度約２０％）とし、パッケージ部内の水分濃度を５０００ｐｐｍ以下とすることによって、窒化物系半導体レーザ装置の寿命が長くなり、その結果、信頼性が向上することが確認できた。
【００４７】
次に、窒化物系半導体レーザ素子の誘電体層からの酸素の脱離を確認するために行った実験について説明する。この実験では、水分濃度および酸素濃度を種々変えた窒化物系半導体レーザ装置を用いて、窒化物系半導体レーザ素子の光出射面に形成された誘電体層の観察を行った。なお、誘電体層の観察は、窒化物系半導体レーザ装置を５０ｍＷの出力で約１００時間動作させた後、光学顕微鏡を用いて誘電体層の色の変化を目視観察した。また、酸素濃度は、０％、２％、５％、１０％、２０％および３０％の６条件とし、水分濃度は、２５００ｐｐｍ、５０００ｐｐｍ、および、１００００ｐｐｍの３条件とした。なお、窒化物系半導体レーザ素子の光出射面に形成された誘電体層から酸素が脱離することにより誘電体層の色が変色すると考えられるため、誘電体層の変色をもって酸素の脱離が発生していると判断した。また、本観察では、窒化物系半導体レーザ素子の前端面（光出射面）の誘電体層のみ変色有無の観察を行った。また、窒化物系半導体レーザ装置のパッケージ部内の酸素濃度の測定は、上記水分濃度の測定と同様の方法で行った。その結果を、以下の表１に示す。
【００４８】
【表１】
2007201411.tif 000003
上記表１中の○印は、窒化物系半導体レーザ素子の光出射面に形成された誘電体層の変色がないことを示しており、×印は、誘電体層の変色があることを示している。また、△印は、誘電体層の変色はない一方、上記図１３の結果より、電流上昇率が大きいため誘電体層の変質があると考えられることを示している。
【００４９】
上記表１に示すように、いずれの水分濃度においても、光学顕微鏡による目視観察では、酸素濃度５％以上で誘電体層の変色は確認出来なかった。このため、パッケージ部内の雰囲気中の酸素濃度を５％以上とすることによって、誘電体層からの酸素の脱離が抑制可能であることが確認できた。なお、水分濃度１００００ｐｐｍの窒化物系半導体レーザ装置では、酸素濃度５％以上で誘電体層の変色は確認できない一方、電流上昇が顕著であったため、誘電体層の変質は生じているものと考えられる。このため、表１に示した結果に基づけば、窒化物系半導体レーザ素子の光出射面に形成された誘電体層の劣化を抑制するためには、パッケージ部内の雰囲気は、酸素濃度５％以上の酸素含有雰囲気であることが必要であるとともに、水分濃度も５０００ｐｐｍ以下であることが必要であると考えられる。
【００５０】
次に、窒化物系半導体レーザ素子の光出射面に設けられた誘電体層からの酸素の脱離による影響を確認するために行った実験について説明する。この実験では、パッケージ部内の雰囲気を、水分濃度５０００ｐｐｍの酸素を含まない窒素雰囲気とした窒化物系半導体レーザ装置を作製し、動作電流の経時変化を測定した。図１５は、比較例３による窒化物系半導体レーザ装置の動作電流と経過時間との関係を示した相関図である。図１５の相関図の横軸は、図１０〜図１３と同様、経過時間（ｈ）を示している。また、図１５の相関図の縦軸は、図１０〜図１３と同様、動作電流（ｍＡ）を示している。図１５では、封止雰囲気は窒素（酸素濃度０％）であるため、上記表１の結果より、誘電体層からの酸素の脱離が生じているものと考えられる。
【００５１】
図１５に示した測定結果より、封止雰囲気を窒素にした場合には、図１０〜図１３の封止雰囲気を大気（酸素濃度約２０％）にした場合と比べて、時間の経過に伴う動作電流の上昇度合いは非常に大きくなることが判明した。このことから、封止雰囲気を酸素を含まない窒素雰囲気とした場合には、誘電体層からの酸素の脱離が多いことによって、窒化物系半導体レーザ装置の信頼性が著しく低下することが確認できた。
【００５２】
次に、パッケージ部内の雰囲気が酸素を含まない窒素雰囲気である場合の発振波長と光出力との関係を確認するために行った実験について説明する。この実験では、異なる発振波長のレーザ光を出射する半導体レーザ装置を作製し、パッケージ部内の雰囲気が酸素を含まない窒素雰囲気である場合の種々の光出力での誘電体層からの酸素の脱離を観察した。観察方法は、上記表１と同様である。すなわち、半導体レーザ装置を約１００時間動作させた後に、光学顕微鏡を用いて誘電体層の変色の有無を目視観察した。その結果を表２に示す。
【００５３】
【表２】
2007201411.tif 000004
上記表２に示すように、発振波長は、４０５ｎｍ、６５０ｎｍ、および、７８０ｎｍの３条件とし、光出力は、５ｍＷ、１０ｍＷ、３０ｍＷ、および、５０ｍＷの４条件とした。また、パッケージ部内の水分濃度は、いずれも５０００ｐｐｍとした。また、表２中の、○印は、誘電体層の変色がないことを示しており、×印は、誘電体層の変色があることを示している。上記表２に示すように、パッケージ部内の雰囲気が酸素を含まない窒素雰囲気である場合、発振波長４０５ｎｍの青紫色レーザ光を出射する窒化物系半導体レーザ装置では、いずれの光出力（５ｍＷ、１０ｍＷ、３０ｍＷ、および、５０ｍＷ）でも、誘電体層の変色が確認され、酸素の脱離が生じていることが確認された。また、パッケージ部内の雰囲気が酸素を含まない窒素雰囲気である場合、発振波長６５０ｎｍの赤色レーザ光を出射する半導体レーザ装置では、光出力が低い場合（５ｍＷおよび１０ｍＷ）には、誘電体層の変色は確認されず、誘電体層からの酸素の脱離が生じていない一方、光出力が高い場合（３０ｍＷおよび５０ｍＷ）には、誘電体層の変色が確認され、誘電体層からの酸素の脱離が生じていることが確認された。また、パッケージ部内の雰囲気が酸素を含まない窒素雰囲気である場合、発振波長７８０ｎｍの赤外レーザ光を出射する半導体レーザ装置では、いずれの光出力（５ｍＷ、１０ｍＷ、３０ｍＷ、および、５０ｍＷ）でも、誘電体層の変色が確認されず、誘電体層からの酸素の脱離が生じていないことが確認された。
【００５４】
これらの結果より、半導体レーザ素子として、発振波長４０５ｎｍの青紫色レーザ光を出射する窒化物系半導体レーザ素子を用いた場合には、パッケージ部内の酸素濃度が０％（窒素雰囲気）のときには、光出力が５ｍＷと低い時でも、誘電体層から酸素の脱離が生じることが判明した。これにより、発振波長４０５ｎｍの青紫色レーザ光を出射する窒化物系半導体レーザ素子は、発振波長６５０ｎｍの赤色レーザ光を出射する半導体レーザ装置および発振波長７８０ｎｍの赤外レーザ光を出射する半導体レーザ装置に比べて、誘電体層からの酸素の脱離が生じやすいことがわかる。この理由としては、窒化物系半導体レーザ素子から出射される発振波長４０５ｎｍの青紫色レーザ光は、発振波長６５０ｎｍの赤色レーザ光および発振波長７８０ｎｍの赤外レーザ光に比べて、大きな光エネルギを有しているためであると考えられる。したがって、上述した実施形態のように、パッケージ部内の雰囲気を、５０００ｐｐｍ以下の水分濃度で５％以上の酸素濃度雰囲気にすることにより酸化物からなる誘電体層からの酸素の脱離を抑制することは、窒化物系半導体レーザ装置に特に有効であると考えられる。
【００５５】
ここで、半導体レーザ素子に要求される特性について説明する。近年、光ディスクへのデータの記録については、記録速度および記録容量の向上が求められている。そして、記録速度の向上のためには、光ディスクへのデータの記録時間を短縮する必要があるとともに、記録容量の向上のためには、光ディスクの多層化が必要である。いずれの場合においても、光源となる半導体レーザ素子の高出力化が要求される。図１６は、青紫色レーザ光を出射する半導体レーザ素子を光源に用いた光ディスク装置の記録速度と、半導体レーザ素子の光出力との関係の一例を示したグラフである。記録速度および記録容量を向上させるために、光ディスクにデータを２層４倍速で記録するためには、図１６に示すように、約２００ｍＷの光出力が要求される。また、半導体レーザ素子から約２００ｍＷの光出力を得るためには、約２５０ｍＷ〜約３００ｍＷのＣＯＤ（Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄａｍａｇｅ：光学損傷）レベルが要求される。
【００５６】
次に、誘電体層を形成する前に窒化物系半導体レーザ素子の前端面（光出射面）および後端面をＥＣＲプラズマによりクリーニングした場合の効果を確認するために行った実験について説明する。この実験では、ＥＣＲプラズマによるクリーニングの影響を確認するために、窒化物系半導体レーザ素子の前端面および後端面の両方をクリーニングした実施例３による窒化物系半導体レーザ装置と、窒化物系半導体レーザ素子の前端面のみをクリーニングした実施例４による窒化物系半導体レーザ装置と、窒化物系半導体レーザ素子の前端面および後端面をクリーニングしなかった実施例５による窒化物系半導体レーザ装置とを作製した。なお、パッケージ部内の雰囲気は、いずれも、水分濃度５０００ｐｐｍの大気とした。また、キャップ部をステムに溶接する前には、いずれも、紫外光を約３０分間照射した。
【００５７】
まず、作製した実施例３〜５による窒化物系半導体レーザ装置において、光出力６０ｍＷ、パッケージ部の温度７０℃、パッケージ部内の雰囲気の水分濃度５０００ｐｐｍの条件で３５０時間の通電を行い、実施例３〜５におけるＣＯＤレベルを測定した。その測定結果が図１７に示される。図１７に示した測定結果より、窒化物系半導体レーザ素子の前端面および後端面の両方をクリーニングした実施例３による窒化物系半導体レーザ装置、および、窒化物系半導体レーザ素子の前端面のみをクリーニングした実施例４による窒化物系半導体レーザ装置は、３５０時間の通電後においてもＣＯＤレベルが３００ｍＷ以上であった。また、窒化物系半導体レーザ素子の前端面および後端面の両方をクリーニングした実施例３による窒化物系半導体レーザ装置は、窒化物系半導体レーザ素子の前端面のみをクリーニングした実施例４による窒化物系半導体レーザ装置に比べてやや高いＣＯＤレベルであった。その一方、窒化物系半導体レーザ素子の前端面および後端面をクリーニングしなかった実施例５による窒化物系半導体レーザ装置は、３５０時間の通電後においてＣＯＤレベルが１００ｍＷ以下であった。このことから、ＥＣＲプラズマによるクリーニングを行うことによって、窒化物系半導体レーザ素子の前端面または後端面の酸化物および汚染物などが除去されることにより、前端面または後端面において光の吸収が抑制されるので、ＣＯＤレベルの低下が抑制されていると考えられる。
【００５８】
次に、作製した実施例３〜５による窒化物系半導体レーザ装置において、光出力２０ｍＷ〜２００ｍＷ、パッケージ部の温度７０℃、パッケージ部内の雰囲気の水分濃度５０００ｐｐｍの条件で１００時間の通電を行い、窒化物系半導体レーザ素子の各光出力に対する１００時間通電後の電流上昇率を測定した。その測定結果が図１８に示される。図１８に示した測定結果より、窒化物系半導体レーザ素子の前端面および後端面の両方をクリーニングした実施例３による窒化物系半導体レーザ装置、および、窒化物系半導体レーザ素子の前端面のみをクリーニングした実施例４による窒化物系半導体レーザ装置は、光出力２００ｍＷで１００時間通電後の電流上昇率が１０％以下であった。また、窒化物系半導体レーザ素子の前端面および後端面の両方をクリーニングした実施例３による窒化物系半導体レーザ装置は、窒化物系半導体レーザ素子の前端面のみをクリーニングした実施例４による窒化物系半導体レーザ装置に比べてやや低い電流上昇率であった。その一方、窒化物系半導体レーザ素子の前端面および後端面をクリーニングしなかった実施例５による窒化物系半導体レーザ装置は、光出力１５０ｍＷで１００時間通電後に窒化物系半導体レーザ素子がＣＯＤにより損傷した。このことから、窒化物系半導体レーザ素子のＣＯＤレベルの低下を抑制することによって、窒化物系半導体レーザ装置を高出力化することができると考えられる。したがって、パッケージ部内の雰囲気の水分濃度を５０００ｐｐｍにした場合に、少なくとも窒化物系半導体レーザ素子の前端面にＥＣＲプラズマによりクリーニングを行った実施例３および４による窒化物系半導体レーザ装置を用いることにより、約２００ｍＷの光出力が要求される２層４倍速で光ディスクにデータを記録することが可能な光ディスク装置を得ることができると考えられる。
【００５９】
次に、窒化物系半導体レーザ素子の前端面および後端面のクリーニング、および、パッケージ部内の雰囲気中の水分濃度の影響を確認するために行った実験について説明する。この実験では、上記実施例３〜５による窒化物系半導体レーザ装置と異なり、パッケージ部内の雰囲気中の水分濃度が５５００ｐｐｍの比較例４〜６による窒化物系半導体レーザ装置を作製した。なお、比較例４〜６による窒化物系半導体レーザ装置を作製した際の水分濃度以外の条件は、それぞれ、実施例３〜５による窒化物系半導体レーザ装置と同様である。そして、作製した比較例４〜６による窒化物系半導体レーザ装置において、光出力６０ｍＷ、パッケージ部の温度７０℃、パッケージ部内の雰囲気の水分濃度５５００ｐｐｍの条件で３５０時間の通電を行い、比較例４〜６におけるＣＯＤレベルを測定した。その測定結果が図１９に示される。図１９に示した測定結果より、比較例４〜６による窒化物系半導体レーザ装置は、いずれも１００時間の通電後においてＣＯＤレベルが２００ｍＷ以下であった。また、窒化物系半導体レーザ素子の前端面および後端面の両方をクリーニングした比較例４による窒化物系半導体レーザ装置は、窒化物系半導体レーザ素子の前端面のみをクリーニングした比較例５による窒化物系半導体レーザ装置に比べてやや高いＣＯＤレベルであった。また、窒化物系半導体レーザ素子の前端面および後端面をクリーニングしなかった比較例６による窒化物系半導体レーザ装置は、窒化物系半導体レーザ素子の前端面のみをクリーニングした比較例５による窒化物系半導体レーザ装置に比べて低いＣＯＤレベルであった。このことから、ＥＣＲプラズマによるクリーニングを行うことによって、窒化物系半導体レーザ素子の前端面または後端面の酸化物および汚染物などが除去される場合にも、パッケージ部内の雰囲気中の水分濃度が５０００ｐｐｍよりも高いことに起因して誘電体層による水分の吸収および吸着が発生することにより、前端面または後端面において光が吸収されるので、ＣＯＤレベルが低下すると考えられる。
【００６０】
次に、作製した比較例４〜６による窒化物系半導体レーザ装置において、光出力２０ｍＷ〜２００ｍＷ、パッケージ部の温度７０℃、パッケージ部内の雰囲気の水分濃度５５００ｐｐｍの条件で１００時間の通電を行い、窒化物系半導体レーザ素子の各光出力に対する１００時間通電後の電流上昇率を測定した。その測定結果が図２０に示される。図２０に示した測定結果より、窒化物系半導体レーザ素子の前端面および後端面の両方をクリーニングした比較例４による窒化物系半導体レーザ装置、および、窒化物系半導体レーザ素子の前端面のみをクリーニングした比較例５による窒化物系半導体レーザ装置は、光出力２００ｍＷで１００時間通電後に窒化物系半導体レーザ素子がＣＯＤにより損傷した。また、窒化物系半導体レーザ素子の前端面および後端面をクリーニングしなかった比較例６による窒化物系半導体レーザ装置は、光出力１００ｍＷで１００時間通電後に窒化物系半導体レーザ素子がＣＯＤにより損傷した。このことから、パッケージ部内の水分濃度が５０００ｐｐｍを越える場合には、ＥＣＲプラズマによるクリーニング処理の有無にかかわらず、窒化物系半導体レーザ素子のＣＯＤレベルが低下することによって、窒化物系半導体レーザ装置を高出力化することが困難であると考えられる。したがって、ＥＣＲプラズマによるクリーニング処理は、パッケージ部内の水分濃度が５０００ｐｐｍ以下の条件で有効に機能すると考えられる。
【００６１】
なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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。
【００６２】
たとえば、上記実施形態では、本発明の半導体レーザ素子の一例として、窒化物系半導体レーザ素子に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、窒化物系半導体レーザ素子以外の半導体レーザ素子に適用してもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、光出射面５ａである前端面と、光出射面５ａとは反対側の面である後端面とに、それぞれ、酸化物からなる誘電体層５ｂおよび５ｃを形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、光出射面である前端面と、光出射面とは反対側の面である後端面とのいずれか一方のみに酸化物からなる誘電体層を形成するようにしてもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、ヒートシンク（サブマウント）としてＡｌＮを用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、ＡｌＮ以外の材料を用いてヒートシンク（サブマウント）を構成するようにしてもよい。ＡｌＮ以外の材料としては、たとえば、ＳｉＣ、ダイヤモンド、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｌ、ＣｕＷなどが考えられる。
【００６５】
また、上記実施形態では、鉄製のステムにコバール（Ｆｅ−２９％Ｎｉ−１７％Ｃｏ合金）からなるキャップ部を接合した例を示したが、本発明はこれに限らず、ステムおよびキャップ部は、それぞれ、鉄およびコバール（Ｆｅ−２９％Ｎｉ−１７％Ｃｏ合金）以外の材料を用いるようにしてもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では、ステムの表面にＮｉ／Ａｕメッキ層を形成するとともに、キャップ部の内側表面および外側表面にＮｉメッキ層を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、ステムおよびキャップ部の表面の酸化を抑制することができれば、ステムの表面には、Ｎｉ／Ａｕメッキ層以外のＡｕメッキ層およびＮｉメッキ層などを形成するとともに、キャップ部の内側表面および外側表面には、Ｎｉメッキ層以外のＡｕメッキ層およびＮｉ／Ａｕメッキ層などを形成するようにしてもよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、窒化物系半導体レーザ素子の端面に形成する誘電体層としてＳｉＯ２およびＴｉＯ２を用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、酸化物からなる誘電体層であれば、ＳｉＯ２およびＴｉＯ２以外の材料を用いるようにしてもよい。ＳｉＯ２およびＴｉＯ２以外の材料としては、たとえば、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５およびＬａ２Ｏ３などが考えられる。また、Ｔｉ３Ｏ５およびＮｂ２Ｏ３などのこれらと金属と酸素の組成比率の異なる酸化物などが考えられる。
【００６８】
また、上記実施形態では、窒化物系半導体レーザ素子の光出射面に１層の誘電体層を形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、窒化物系半導体レーザ素子の光出射面に多層構造の誘電体層を形成してもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、パッケージ部内の雰囲気として、大気を用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、酸素濃度が５％以上であれば、大気以外の酸素含有雰囲気を用いるようにしてもよい。大気以外の酸素含有雰囲気としては、たとえば、Ｎ２とＯ２との混合ガス、その他の不活性ガスとＯ２との混合ガスなどが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施形態による窒化物系半導体レーザ装置の構造を示した斜視図である。
【図２】図１の１００−１００線に沿った断面図である。
【図３】図１に示した本実施形態による窒化物系半導体レーザ装置の半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。
【図４】図１に示した一実施形態による窒化物系半導体レーザ装置の製造方法を説明するための図である。
【図５】図１に示した一実施形態による窒化物系半導体レーザ装置の製造方法を説明するための図である。
【図６】図１に示した一実施形態による窒化物系半導体レーザ装置の製造方法を説明するための図である。
【図７】図１に示した一実施形態による窒化物系半導体レーザ装置の製造方法を説明するための図である。
【図８】図１に示した一実施形態による窒化物系半導体レーザ装置の製造方法を説明するための図である。
【図９】図１に示した一実施形態による窒化物系半導体レーザ装置の製造方法を説明するための図である。
【図１０】図１に示した実施形態に対応する実施例１による窒化物系半導体レーザ装置の動作電流と経過時間との関係を示した相関図である。
【図１１】図１に示した実施形態に対応する実施例２による窒化物系半導体レーザ装置の動作電流と経過時間との関係を示した相関図である。
【図１２】比較例１による窒化物系半導体レーザ装置の動作電流と経時時間との関係を示した相関図である。
【図１３】比較例２による窒化物系半導体レーザ装置の動作電流と経時時間との関係を示した相関図である。
【図１４】窒化物系半導体レーザ素子の水分濃度と電流上昇率との関係を示した相関図である。
【図１５】比較例３による窒化物系半導体レーザ装置の動作電流と経過時間との関係を示した相関図である。
【図１６】青紫色レーザ光を出射する半導体レーザ素子を光源に用いた光ディスク装置の記録速度と、半導体レーザ素子の光出力との関係の一例を示したグラフである。
【図１７】パッケージ部内の雰囲気の水分濃度が５０００ｐｐｍである実施例３〜５による窒化物系半導体レーザ装置において、通電時間と、ＣＯＤレベルとの関係を示したグラフである。
【図１８】パッケージ部内の雰囲気の水分濃度が５０００ｐｐｍである実施例３〜５による窒化物系半導体レーザ装置において、窒化物系半導体レーザ素子の光出力と、１００時間通電後の電流上昇率との関係を示したグラフである。
【図１９】パッケージ部内の雰囲気の水分濃度が５５００ｐｐｍである比較例４〜６による窒化物系半導体レーザ装置において、通電時間と、ＣＯＤレベルとの関係を示したグラフである。
【図２０】パッケージ部内の雰囲気の水分濃度が５５００ｐｐｍである比較例４〜６窒化物系半導体レーザ装置において、窒化物系半導体レーザ素子の光出力と、１００時間通電後の電流上昇率との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
【００７１】
１  パッケージ部
２  ステム（支持部）
３  キャップ部
４  ヒートシンク（サブマウント）
５  窒化物系半導体レーザ素子（半導体レーザ素子）
５ａ  光出射面
５ｂ、５ｃ  誘電体層
６  キャップガラス
７ａ、７ｂ  リード
８  絶縁リング
９、１２  ワイヤ
１０  溶接部
１１  付着物
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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