(57)【要約】【課題】第１のブラッグ反射膜と第２のブラッグ反射膜を積層させたときの格子定数差を解消することにより耐久性が向上し、かつ反射効率が高い反射層を提供する。【解決手段】本発明に係る反射層は、第１の屈折率を有する第１のブラッグ反射膜２１と、第１のブラッグ反射膜２１上に形成された格子歪み緩衝膜２２と、格子歪み緩衝膜２２上に形成され、第２の屈折率を有する第２のブラッグ反射膜２３とを具備し、格子歪み緩衝膜２２は、第１のブラッグ反射膜２１から第２のブラッグ反射膜２２に近づくにつれて、屈折率が、第１の屈折率から第２の屈折率に近づく方向に変化しているものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の屈折率を有する第１のブラッグ反射膜と、第２の屈折率を有する第２のブラッグ反射膜とを交互に積層した反射層において、
前記第１のブラッグ反射膜と前記第２のブラッグ反射膜間に格子歪み緩衝膜を有し、
前記格子歪み緩衝膜は、前記第１のブラッグ反射膜から前記第２のブラッグ反射膜に向かうにつれて屈折率が変化していることを特徴とする反射層。
【請求項２】
前記格子歪み緩衝膜は、厚さが５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の反射層。
【請求項３】
前記格子歪み緩衝膜の屈折率は階段状に変化していることを特徴とする請求項１又は２に記載の反射層。
【請求項４】
前記格子歪み緩衝膜の屈折率は連続的に変化していることを特徴とする請求項１又は２に記載の反射層。
【請求項５】
活性層と、
前記活性層の下方に設けられた第１の反射層と、
前記活性層の上方に設けられた第２の反射層と、
を具備し、前記活性層からの光が上方に射出される面発光素子であって、
前記第１の反射層は、
第１の屈折率を有する第１のブラッグ反射膜と、第２の屈折率を有する第２のブラッグ反射膜とを交互に積層したものであって、前記第１のブラッグ反射膜と前記第２のブラッグ反射膜間に格子歪み緩衝膜を有し、
前記格子歪み緩衝膜は、前記第１のブラッグ反射膜から前記第２のブラッグ反射膜に向かうにつれて屈折率が変化していることを特徴とする面発光素子。
【請求項６】
前記第１の反射層は、前記第１のブラッグ反射膜及び前記第２のブラッグ反射膜を交互に２０層以上有しており、かつ、前記第１のブラッグ反射膜及び前記第２のブラッグ反射膜の相互間に前記格子歪み緩衝膜を有していることを特徴とする請求項５に記載の面発光素子。
【請求項７】
前記第２の反射層は、前記第１のブラッグ反射膜、前記格子歪み緩衝膜、及び前記第２のブラッグ反射膜をこの順に複数回積層した構造を有していることを特徴とする請求項５又は６に記載の面発光素子。
【請求項８】
前記格子歪み緩衝膜の厚さは５ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の面発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射層及び面発光素子に関する。特に本発明は、耐久性が良くて反射効率が高い反射層に関する。また本発明は、耐久性が良くて発光出力が大きい面発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速かつ大容量のデータ通信網の需要が増加している。これに伴い、屋内用又は車載用のデータ通信網として、プラスチック光ファイバー（ＰＯＦ）を用いたデータ通信網が注目されている。このデータ通信網の光源には、高出力かつ高速応答性が求められる。この２つの特性を有する発光素子として、共振器構造を有する面発光素子がある。
【０００３】
共振器構造を有する面発光素子は、活性層を２つの反射層で挟み込むことにより、活性層からの光を活性層に対して垂直方向に共振させる構造（垂直共振器）を有している。これら反射層は、反射率を高めるために、互いに反射率が異なる第１のブラッグ反射膜及び第２のブラッグ反射膜を交互に積層した構造を有している。また、第１及び第２のブラッグ反射膜からなる対の数を増やすことにより、反射層の反射率を高くすることができる。そして、一方の反射層（例えば表面側）の反射率を他方の反射層（例えば基板側）の反射率より低くすることにより、上記した一方の反射層から光を射出させることができる。このとき、他方の反射層の反射率が高いほど、射出する光の強度が高くなる。
【０００４】
反射層を構成する第１のブラッグ反射膜及び第２のブラッグ反射膜それぞれは、互いに異なる組成を有しているため、格子定数が互いに異なる。反射層の反射率を高くするには第１及び第２のブラッグ反射膜相互間の屈折率差を大きくする必要がある。しかし、屈折率差を大きくするためには格子定数の差が大きくなるため、格子不整合による歪みが生じてしまう。このため、第１及び第２のブラッグ反射膜からなる対の数を増やすと、ブラッグ反射膜相互間で膜が剥離する可能性が高くなり、耐久性が低下する。
【０００５】
格子定数が異なる２つの膜の間に生じる歪みを緩和する技術として、例えば特許文献１に記載の技術、及び特許文献２に記載の技術がある。
特許文献１に記載の技術は、基板と格子定数差の大きい単結晶膜を成長させるにあたり、基板と格子整合する第１層、その第１層上に層状成長が可能な格子不整合を有する第２層、その第２層と格子整合した第２層よりも構成元素が多い第３層の３つの膜を繰り返し積層させることによって歪み（応力）を緩和して、基板と格子不整合の大きいエピタキシャル膜を成長させるものである。
また、特許文献２に記載の技術は、超格子のバッファー層（例えば膜厚が１０ｎｍ以下）を用いることにより、歪を緩和させるものである。
【０００６】
【特許文献１】特公平７−１２０６２４号公報（図）
【特許文献２】特開平５−３４７４３１号公報（図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
高反射率の反射層を作成するためには、発光波長の略１／４の膜厚を有する屈折率差の大きい２つの膜を交互に、かつ多数積層させる必要がある。しかし、格子定数の違う２つの膜を多数積層するため、格子不整合に起因して膜間に内部応力が生じる。このため、多数の積層膜とすることが困難である。
この膜間の応力を緩和することを目的として特許文献１の技術を反射層に適用した場合、３層の膜を繰り返し積層することになるため、高屈折率膜と低屈折率膜の積層構造とならない。このため、高反射率の反射層を作成することができない。また、特許文献２の技術のような超格子を反射層に適用した場合、可視光、赤外光を高効率で反射させるためにはそれぞれの膜厚を発光波長の１／４とする必要があるが、膜厚を1／４と厚くすると、格子不整合を緩衝することができない。
【０００８】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、屈折率差の大きい第１のブラッグ反射膜と第２のブラッグ反射膜の格子不整合による応力を緩和することにより、第１ブラッグ反射膜と第２ブラッグ反射膜の交互層を多数積層させ、これにより高反射率の反射層を実現することを目的とする。また、この反射層を用いた面発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る反射層は、第１の屈折率を有する第１のブラッグ反射膜と、第２の屈折率を有する第２のブラッグ反射膜とを交互に積層した反射層において、
前記第１のブラッグ反射膜と前記第２のブラッグ反射膜間に格子歪み緩衝膜を有し、
前記格子歪み緩衝膜は、前記第１のブラッグ反射膜から前記第２のブラッグ反射膜に向かうにつれて屈折率が変化していることを特徴とする。
【００１０】
この反射層によれば、前記第１ブラッグ反射膜及び前記第２ブラッグ反射膜の間に前記格子歪み緩衝膜を設けたため、剥離による耐久性低下を防止できる。また、前記格子歪み緩衝膜の屈折率を、前記第１ブラッグ反射膜から前記第２ブラッグ反射膜に近づくにつれて変化させているため、前記格子歪み緩衝膜を設けたことによる反射率の低下を抑制することができる。
【００１１】
前記格子歪み緩衝膜は、厚さが５ｎｍ以上であるのが好ましい。前記格子歪み緩衝膜の屈折率は階段状に変化していてもよいし、連続的に変化していてもよい。
【００１２】
本発明に係る面発光素子は、活性層と、
前記活性層の下方に設けられた第１の反射層と、
前記活性層の上方に設けられた第２の反射層と、
を具備し、前記活性層からの光が上方に射出される面発光素子であって、
前記第１の反射層は、
第１の屈折率を有する第１のブラッグ反射膜と、第２の屈折率を有する第２のブラッグ反射膜とを交互に積層したものであって、前記第１のブラッグ反射膜と前記第２のブラッグ反射膜間に格子歪み緩衝膜を有し、
前記格子歪み緩衝膜は、前記第１のブラッグ反射膜から前記第２のブラッグ反射膜に向かうにつれて屈折率が変化していることを特徴とする。
【００１３】
前記第１の反射層は、前記第１のブラッグ反射膜及び前記第２のブラッグ反射膜を交互に２０層以上有しており、かつ、前記第１のブラッグ反射膜及び前記第２のブラッグ反射膜の相互間に前記格子歪み緩衝膜を有しているのが好ましい。前記第２の反射層は、前記第１のブラッグ反射膜、前記格子歪み緩衝膜、及び前記第２のブラッグ反射膜をこの順に複数回積層した構造を有していてもよい。また、前記格子歪み緩衝膜の厚さは５ｎｍ以上４０ｎｍ以下であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、反射層において、前記第１ブラッグ反射膜と前記第２ブラッグ反射膜からなる積層構造の合計層数を増やしても、前記第１ブラッグ反射膜と前記第２ブラッグ反射膜の間で剥離が生じる可能性を低くすることができる。また、前記格子歪み緩衝膜を設けたことによる反射率の低下を抑制することができる。従って、耐久性が向上し、かつ反射効率が高い反射層、及びこの反射層を有する面発光素子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】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１（Ａ）は、本発明の実施形態に係る面発光素子の構造を説明する為の断面図であり、図１（Ｂ）は面発光素子の平面図である。図１（Ａ）は図１（Ｂ）のＡ−Ａ断面を示している。図１（Ｂ）において１５ａ，１５ｂはダイシングラインを示している。
【００１６】
この面発光素子１は垂直共振型発光ダイオードであり、第１導電型（例えばｎ型）の基板２（例えばＧａＡｓ基板）の表面上に、第１導電型の第１反射層３、第１導電型の第１クラッド層４、第１導電型の活性層５、第２導電型の第２クラッド層６、薄い第１導電型又はノンドープ（意図的に不純物を添加しない）の電流狭窄層８、（例えばｐ型）第２導電型の第２反射層９、及び第２導電型の電極層１０をこの順に積層したものである。第１クラッド層４、活性層５、及び第２クラッド層６によりダブルヘテロ接合層７が形成されている。
【００１７】
基板２の下面には電極１２が形成されており、電極層１０上には電極１３が形成されている。電極層１０及び電極１３には光射出用の開口部１０ａが形成されている。開口部１０ａの平面形状は、任意の形状（例えば円形、楕円形、又は矩形）とすることができる。また、開口部１０ａは保護膜１４によって被覆されている。保護膜１４は、活性層５が発光する光に対して高い透過率を有する材料により形成されており、厚さは、（ｍ・λ）／（４・ｎ３）とする。ただし、ｍは奇数であり、ｎ３は保護膜１４の屈折率である。  
【００１８】
活性層５は発光層であり、単一層であっても良いし、量子井戸構造を有していても良い。この場合、単一量子井戸構造及び多重量子井戸構造のいずれの構造でも良い。量子井戸構造を有する場合、単一層の場合と比較して発光出力を高くすることができる。
【００１９】
また、電流狭窄層８は開口部８ａを有している。開口部８ａは光を射出する窓となっており、電極層１０及び電極１３に設けられた開口部１０ａと重なっている。また開口部８ａは、電流通路となっている。すなわち電極層１０を流れる電流は、電流狭窄層８の開口部８ａが設けられた領域に狭窄され、第２クラッド層６に流れる。上記したように開口部８ａは光射出用の開口部１０ａと重なっているため、面発光素子１の発光出力が高くなる。
【００２０】
また、活性層５が第１反射層３及び第２反射層９に挟まれることにより、垂直共振器が形成されている。この垂直共振器内には定在波が生じる。すなわち活性層５から下方に射出した光は第１反射層３によって反射される。第１反射層３からの反射光、及び活性層５から上方に射出した光は第２反射層９に入射する。第２反射層９に入射した光の一部は開口部１０ａから面発光素子１の外部に射出する。このため、第２反射層９より第１反射層３の反射率を高くするのが好ましい。
【００２１】
なお、基板２とｎ型第１反射層３の間にｎ型バッファー層（例えばｎ型ＧａＡｓ層：図示せず）を設けても良い。この場合、第１反射層３の結晶性を高くすることができる。
【００２２】
図２は、第１反射層３の構造を説明する為の縦断面図である。第１反射層３は、相対的に屈折率が高い第１ブラッグ反射膜２１と、相対的に屈折率が低い第２ブラッグ反射膜２３を、格子歪み緩衝膜２２を間に挟みつつ複数積層した構造を有している。各膜は半導体膜であるが、ドーパントの濃度はそれぞれの膜中で略一定である。ｎ型のドーパントとしてはＳｅ、Ｔｅ、Ｓｉのいずれか１つ以上の元素、ｐ型のドーパントとしてはＺｎ、Ｍｇ、Ｃのいずれか１つ以上の元素を用いることができる。格子歪み緩衝膜２２の厚さは５ｎｍ以上であるのが好ましい。また、場合によっては第１ブラッグ反射膜２１又は第２ブラッグ反射膜２３の膜厚以下であるのが好ましい。また、格子歪み緩衝膜２２の厚みが４０ｎｍ超になると、第１ブラッグ反射膜２１と第２ブラッグ反射膜２３の積層数が同一の場合は第１反射層３の反射率が低下するため、好ましくない。
【００２３】
また、第１ブラッグ反射膜２１の屈折率をｎ１、第２ブラッグ反射膜２３の屈折率をｎ２、面発光素子１が発光する光の波長をλとすると、第１ブラッグ反射膜２１の膜厚はλ／（４・ｎ１）であり、第２ブラッグ反射膜２３の膜厚はλ／（４・ｎ２）である。第１ブラッグ反射膜２１及び第２ブラッグ反射膜２３を交互に繰り返し積層することにより、第１反射層３の反射効率を高くすることができる。なお、第１反射層３における第１ブラッグ反射膜２１と第２ブラッグ反射膜２３の層の合計層数は、例えば２０層以上とする。このようにすると、高い反射率を有する反射層を形成できる。
【００２４】
上記したように第１ブラッグ反射膜２１と第２ブラッグ反射膜２３の屈折率は異なるため、これらの格子定数は互いに異なる。格子歪み緩衝膜２２はこの格子不整合を緩衝するための膜であり、第１ブラッグ反射膜２１から第２ブラッグ反射膜２３に近づくにつれて、格子定数が第１ブラッグ反射膜２１の格子定数から第２ブラッグ反射膜２３の格子数に近づくように、組成が変化している。組成は連続的に変化していても良いし、階段状に変化していても良い。
【００２５】
また、格子歪み緩衝膜２２の屈折率は、第１ブラッグ反射膜２１から第２ブラッグ反射膜２３に近づくにつれて、第１ブラッグ反射膜２１の屈折率から第２ブラッグ反射膜２３の屈折率に近づくように変化している。このように格子歪み緩衝膜２２の屈折率が変化すると、格子歪み緩衝膜２２を設けることに起因して第１反射層３の反射率が低下することを抑制できる。なお、格子歪み緩衝膜２２の屈折率は連続的に変化していても良いし、階段状に変化していても良い。
【００２６】
また、格子歪み緩衝膜２２の格子定数は、第１ブラッグ反射膜２１の格子定数と第２ブラッグ反射膜２２の格子定数の間の値を有するものであれば良い。ここで、格子歪み緩衝膜２２の格子定数は、第１ブラッグ反射膜２１から第２ブラッグ反射膜２３に近づくにつれて、第１ブラッグ反射膜２１の格子定数から第２ブラッグ反射膜２３の格子定数に近づくように変化するのが好ましい。このようにすると、格子歪みを効果的に抑制することができる。ここで格子定数は、連続的に変化していても良いし、階段状に変化していても良い。
【００２７】
なお、第２反射層９の構造は、第１反射層３と同様に、第１ブラッグ反射膜２１、格子歪み緩衝膜２２、及び第２ブラッグ反射膜２３からなる対を複数積層したものであってもよいが、格子歪み緩衝膜２２を有さずに直接第１ブラッグ反射膜２１と第２ブラッグ反射膜２３を交互に積層する構造であっても良い。いずれの場合においても、第２反射層９が有する反射率を、第１反射層３より小さくする。これは、例えば第１ブラッグ反射膜２１と第２ブラッグ反射膜２３の層の合計層数を調節することにより実現することができる。
【００２８】
次に、面発光素子１の製造方法について説明する。まず、基板２上に第１反射層３を形成する。第１反射層３を構成する第１ブラッグ反射膜２１、格子歪み緩衝膜２２、及び第２ブラッグ反射膜２３は、例えばＭＯＣＶＤ法又はＭＢＥ法において、原料ガスを徐々に変化させていくことにより、それぞれエピタキシャル成長層として同一工程で形成することができる。基板２がｎ型のＧａＡｓ基板の場合、第１反射層３は、ｎ型のＡｌ１−ｘＧａｘＡｓ膜（０＜ｘ＜１）からなる第１ブラッグ反射膜２１、ｎ型のＡｌ１−ｙＧａｙＡｓ膜からなる格子歪み緩衝膜２２、及びｎ型のＡｌ１−ｚＧａｚＡｓ膜（０≦ｚ＜１、かつｚ＜ｘ）からなる第２ブラッグ反射膜２３により形成される。格子歪み緩衝膜２２におけるｙの値は、第１ブラッグ反射膜２１から第２ブラッグ反射膜２３に近づくにつれてｘからｚに変化していく。
なお、第１反射層３を形成する前に基板２上にバッファー層を形成しても良い。基板２がＧａＡｓ基板である場合、バッファー層はＧａＡｓ層である。
【００２９】
次いで、第１クラッド層４、活性層５、第２クラッド層６、及び電流狭窄層８を、この順に形成する。これらの層は、例えばＭＯＣＶＤ法又はＭＢＥ法を用いることにより、エピタキシャル成長層として形成することができる。第１反射層３がｎ型のＡｌＧａｘＡｓ膜（０≦ｘ≦１）で形成される場合、第１クラッド層４はｎ型のＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙ膜（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、かつ０≦ｘ＋ｙ≦１）により、活性層５はアンドープのＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＰ膜（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、かつ０≦ｘ＋ｙ≦１）により、第２クラッド層６はｐ型のＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙ膜（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、かつ０≦ｘ＋ｙ≦１）により、電流狭窄層８はｎ型のＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙ膜（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、かつ０≦ｘ＋ｙ≦１）により、それぞれ形成される。第１クラッド層４、活性層５、及び第２クラッド層６の組成は、所望する発光波長に応じて選定する。
【００３０】
なお、第１反射層３から電流狭窄層８までは、同一の製造装置内で連続して形成することができる。また、活性層５は量子井戸構造（単一量子井戸構造及び多重量子井戸構造のいずれも含む）としても良い。この場合もＭＯＣＶＤ法又はＭＢＥ法により活性層５を形成することができる。また、第２クラッド層６と電流狭窄層８の間にエッチングストップ層を形成しても良い。第２クラッド層６がＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙ膜で形成される場合、エッチングストップ層は、例えばＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＰ膜（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、かつ０≦ｘ＋ｙ≦１）により形成される。
【００３１】
次いで、エッチングにより電流狭窄層８を選択的に除去し、開口部８ａを形成する。電流狭窄層８と第２クラッド層６の間にエッチングストップ層を設けた場合、選択エッチングに化学エッチング又はプラズマエッチングを用いることができる。その後、再洗浄処理を行う。
【００３２】
次いで、電流狭窄層８上及び開口部８ａ内に、第２反射層９を形成し、さらに第２反射層９上に電極層１０を形成する。これらの層は、例えばＭＯＣＶＤ法又はＭＢＥ法を用いることにより、エピタキシャル成長層として形成することができる。第２反射層９の第１ブラッグ反射膜２１、格子歪み緩衝膜２２、及び第２ブラッグ反射膜２３の構成は第１反射層３と同様である。また電極層１０は、例えばＧａＡｓ膜により形成される。
なお、第２反射層９及び電極層１０は、同一の製造装置内で連続して形成することができる。
【００３３】
次いで、電極層１０の表面に電極１３を形成するとともに、基板２の裏面に電極１２を形成する。次いで、エッチングにより電極層１０及び電極１３を選択的に除去し、開口部１０ａを形成する。その後、開口部１０ａ内に保護膜１４を、例えばＣＶＤ法により形成する。保護膜１４は、例えば酸化シリコン膜又は窒化シリコン膜により形成される。
【００３４】
その後、ダイシングライン１５ａ、１５ｂに沿ってダイシングを行い、複数の面発光素子１を互いに切り離す。
【００３５】
以上、本実施形態によれば、第１反射層３を構成する第１ブラッグ反射膜２１と第２ブラッグ反射膜２３の間に格子歪み緩衝膜２２を形成している。このため、第１ブラッグ反射膜２１と第２ブラッグ反射膜２３の合計層数を多くしても、第１ブラッグ反射膜２１と第２ブラッグ反射膜２３の間で膜が剥離する可能性は低く、耐久性は低下しない。
【００３６】
また、格子歪み緩衝膜２２の屈折率は、第１ブラッグ反射膜２１から第２ブラッグ反射膜２３に近づくにつれて、第１ブラッグ反射膜２１の屈折率から第２ブラッグ反射膜２３の屈折率に近づくように変化している。従って、格子歪み緩衝膜２２を設けることに起因して第１反射層３の反射率が低下することを抑制できる。
従って、面発光素子１は発光効率が大きく、かつ耐久性もよい。
【００３７】
なお、本実施形態において面発光素子１は発光ダイオードであったが、レーザ発振する発光素子であってもよい。この場合、第１反射層３における第１ブラッグ反射膜２１と第２ブラッグ反射膜２３の層の合計層数は、例えば６０層以上１００層以下になり、第２反射層９における第１ブラッグ反射膜２１と第２ブラッグ反射膜２３の層の合計層数は、例えば４０層以上７０層以下になる。ただし、合計層数がこれ以上であっても良い。
【実施例】
【００３８】
ＧａＡｓ基板上に格子歪み緩衝膜２２の膜厚の異なる反射層をＭＯＣＶＤ法により作成した。反射層は第１ブラッグ反射膜２１をＡｌＡｓ、第２ブラッグ反射膜２３をＡｌ0．2Ｇａ0．8Ａｓとして、合計層数を３０層とし、その第１、第２ブラッグ反射膜間の格子歪み緩衝膜２２の膜厚をそれぞれ、０ｎｍ、８．３ｎｍ、１６.７ｎｍ、２５ｎｍ、３８ｎｍ、６１．７ｎｍと変化させた。また格子歪み緩衝膜２２を作製するとき、第１ブラッグ反射膜２１から第２ブラッグ反射膜２３に近づくにつれて、トリメチルガリウムの流量を１次関数的に減少させ、代わりにトリメチルアルミニウムの流量を一次関数的に増加させることにより成膜した。このようにすることにより格子歪み緩衝膜２２の組成は、第１ブラッグ反射膜２１と接する部分の組成Ａｌ0．2Ｇａ0．8Ａｓから第２ブラッグ反射膜２３と接する部分の組成ＡｌＡｓまで連続して変化する。また格子歪み緩衝膜２２の屈折率は、第１のブラッグ反射膜２１から第２のブラッグ反射膜２３に向かうにつれて、屈折率が第１のブラッグ反射膜２１の値から第２のブラッグ反射膜２３の値まで変化する。なお、
第１のブラッグ反射膜２１、講師歪み緩衝膜２２、及び第２のブラッグ反射膜２３の膜厚の合計値は、第１ブラッグ反射膜２１及び第２ブラッグ反射膜２３の膜厚を変化させることにより、全ての試料で同一とした。
【００３９】
このような構造において、反射層における格子歪み緩衝膜２２の厚さを変化させることにより複数の試料を作製し、各試料の反射率、反射値が最大値の５０％以上となる反射波長帯域（波長幅）及び７０％以上となる反射波長帯域（波長幅）、並びに乖離率を測定した。
【００４０】
なお、反射率の測定は、反射層に白色光を垂直に照射し、反射層から垂直に反射する光をモノクロメーターで分光して検出器（Ｓｉディテクター）で検出することで行った。また比較サンプルとして、ガラスにＡｇを蒸着したものを用い、この比較サンプルの反射光強度に対する、反射層の反射光強度の割合を反射率とした。
【００４１】
また剥離率の測定は以下のようにして行った。まず、各試料をそれぞれ１０個作製し、各々８５℃、湿度８５％の条件で１２０時間保持し、剥離した面積を剥離率とした。なお、剥離の有無は試料の膜が端からめくれ上がっている状態を剥離とし、目視で確認した。
【００４２】
結果を表１に示す。
【表１】
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【００４３】
格子歪み緩衝膜２２を設けない場合、反射率は０．９６だった。これに対し、格子歪み緩衝膜２２の厚みを増加させていくにつれて、反射率は徐々に低下した。しかし、格子歪み緩衝膜２２の厚さ（６１．７ｎｍ）が第１ブラッグ反射膜２１（２９．２ｎｍ）および第２ブラッグ反射膜２３（４２．２ｎｍ）のいずれより厚くなった場合でも、合計層数が３０層と少ないにもかかわらず、反射率は０．７９と良好な値を示した。このように、格子歪み緩衝膜２２の屈折率を、第１ブラッグ反射膜２１から第２ブラッグ反射膜２３に近づくにつれて第１ブラッグ反射膜２１の屈折率から第２ブラッグ反射膜２３の屈折率に近づくように変化させることにより、格子歪み緩衝膜２２を設けたことによる反射率の低下を抑制できたことが分かる。
【００４４】
また、反射値が最大値の５０％以上となる反射波長帯域、７０％以上となる反射波長帯域それぞれも１００ｎｍ以上、７５ｎｍ以上と広かった。
【００４５】
次に、格子歪み緩衝膜２２が無い場合（比較例）と、格子歪み緩衝膜２２の厚さが８．３ｎｍ、３８ｎｍ、及び６１ｎｍそれぞれの場合において、第１ブラッグ反射膜２１及び第２ブラッグ反射膜２３の合計層数を４〜２００層まで変化させた試料を作製し、それぞれの反射層の反射率及び剥離率を測定した。各試料の作成方法並びに反射率及び剥離率の測定方法は、上記の通りである。
【００４６】
結果を表２に示す
【表２】
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【００４７】
表２から、格子歪み緩衝膜２２を設けなかった場合、第１ブラッグ反射膜２１及び第２ブラッグ反射膜２３の合計層数層の数が３２層以下の場合は剥離が生じなかったが、反射率が最大で０．８３と低くなった。一方、合計層数が４８層以上になると反射率が上昇するが、剥離が生じてしまい、かつその割合が増えた。このように、格子歪み緩衝膜２２を設けなかった場合、反射率が０．９を越える反射層を歩留まり良く作製することができなかった。
【００４８】
一方、格子歪み緩衝膜２２を設けた場合、第１ブラッグ反射膜２１及び第２ブラッグ反射膜２３の合計層数が２００層の場合においても剥離が生じなかった。そして、合計層数を増加させるにつれて反射率が増加した。具体的には、格子歪み緩衝膜２２の厚さが８．３ｎｍ、３８ｎｍ、及び６１ｎｍそれぞれの場合において、合計層数が４８層、６０層、１００層以上の場合において反射率が０．９以上になった。
【００４９】
このように、格子歪み緩衝膜２２を設けることにより、第１ブラッグ反射膜２１と第２ブラッグ反射膜２３の合計層数を増やして反射率を高くできることが分かる。この際、格子歪み緩衝膜２２の厚さを４０ｎｍ以下にすることにより、反射率を０．９以上にするための合計膜数を少なくすることができ、作製時間を短くすることができることが分かる。この場合、活性層５で生じる熱の放熱性も良好になる。
【００５０】
以上から、第１ブラッグ反射膜２１及び第２ブラッグ反射膜２３の間に格子歪み緩衝膜２２を設け、かつ格子歪み緩衝膜２２の屈折率を、第１ブラッグ反射膜２１から第２ブラッグ反射膜２３に近づくにつれて、第１ブラッグ反射膜２１の屈折率から第２ブラッグ反射膜２３の屈折率に近づくように変化させることにより、剥離による耐久性低下を防止でき、かつ格子歪み緩衝膜２２を設けたことによる反射率の低下を抑制できることが示された。
【００５１】
尚、本発明は上述した実施形態又は実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】（Ａ）は本発明の実施形態に係る面発光素子の構造を説明する為の断面図、（Ｂ）は面発光素子の平面図。
【図２】第１反射層３の構造を説明する為の縦断面図。
【符号の説明】
【００５３】
１…面発光素子
２…基板
３…第１反射層
４…第１クラッド層
５…活性層
６…第２クラッド層
７…ダブルヘテロ接合層
８…電流狭窄層
８ａ…開口部
９…第２反射層
１０…電極層
１０ａ…開口部
１２，１３…電極
１４…保護膜
１５ａ，１５ｂ…ダイシングライン
２１…第１ブラッグ反射膜
２２…格子歪み緩衝膜
２３…第２ブラッグ反射膜
【図１】
2007273742.tif 000005
【図２】
2007273742.tif 000006